FR2812656A1 - NUCLEIC ACIDS AND PROTEINS FROM E. COLI PATHOGENS, AND THEIR USES - Google Patents
NUCLEIC ACIDS AND PROTEINS FROM E. COLI PATHOGENS, AND THEIR USES Download PDFInfo
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Abstract
Description
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ACIDES NUCLEIQUES ET PROTEINES D'E. COLI PATHOGENES, ET LEURS
UTILISATIONS. NUCLEIC ACIDS AND PROTEINS FROM E. COLI PATHOGENS, AND THEIR
USES.
La présente invention est relative à de nouveaux marqueurs de pathogénicité d'Escherichia coli, utilisables notamment pour la détection des Escherichia coli pathogènes de sérotype 0157 productrices de shiga-toxines. The present invention relates to new pathogenicity markers of Escherichia coli, which can be used in particular for the detection of pathogenic Escherichia coli of serotype 0157 producing shiga toxins.
Escherichia coli (E. coli) est une bactérie ubiquitaire, fréquemment isolée dans les laboratoires de microbiologie médicale ou alimentaire, et présente à l'état normal dans la flore intestinale de l'homme. Certaines souches sont toutefois pathogènes, et associées à de nombreuses infections intestinales et non-intestinales. Escherichia coli (E. coli) is a ubiquitous bacterium, frequently isolated in medical or food microbiology laboratories, and present in the normal state in the intestinal flora of humans. However, some strains are pathogenic, and associated with many intestinal and non-intestinal infections.
L'identification des différentes souches d'E. coli repose de façon classique, sur le typage sérologique de leurs antigènes 0 (antigène somatique) et H (antigène flagellaire) par des méthodes immunologiques. The identification of the different strains of E. coli is conventionally based on the serological typing of their 0 (somatic antigen) and H (flagellar antigen) antigens by immunological methods.
Les sérotypes d'E. coli pathogènes les plus courants ont été classés en 5 groupes principaux, en fonction de leur mécanisme d'infection du tube digestif :
EPEC, pour : "enteropathogenic E. coli", qui regroupe les entéropathogènes classiques, - ETEC, pour : "enterotoxigenic E. coli", qui regroupe les E. coli produisant une toxine stable ou sensible à la chaleur - EAGGEC, pour "enteroagregative E. coli", qui regroupe les E. coli qui se caractérisent par un profil particulier d'adhésion appelé "adhésion agrégative",
EIEC, pour : "enteroinvasive E. coli", qui regroupe les E. coli qui miment la capacité de Shigella à envahir et à se multiplier dans les cellules de l'épithélium intestinal et - VTEC, pour : "verotoxin producing E. coli", ou STEC "shiga-toxin producing E. coli", qui regroupe les E. coli produisant des cytotoxines, dénommées "Shiga-like toxins", du fait de leur analogie avec la toxine sécrétée par Shigella dysenteriae de type 1 ou également vérotoxines (VT), du fait de leur activité toxique sur les cellules Véro. The serotypes of E. The most common pathogenic coli have been classified into 5 main groups, according to their mechanism of infection of the digestive tract:
EPEC, for: "enteropathogenic E. coli", which groups together classical enteropathogens, - ETEC, for: "enterotoxigenic E. coli", which groups together E. coli producing a stable or heat-sensitive toxin - EAGGEC, for "enteroagregative E. coli ", which groups together the E. coli which are characterized by a particular adhesion profile called" aggregative adhesion ",
EIEC, for: "enteroinvasive E. coli", which groups together the E. coli which mimic the ability of Shigella to invade and multiply in the cells of the intestinal epithelium and - VTEC, for: "verotoxin producing E. coli" , or STEC "shiga-toxin producing E. coli", which groups together the E. coli producing cytotoxins, called "Shiga-like toxins", because of their analogy with the toxin secreted by Shigella dysenteriae type 1 or also verotoxins ( VT), due to their toxic activity on Vero cells.
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Parmi les souches d'E. coli pathogènes, les colibacilles producteurs de shiga-toxines dénommés STEC, sont des microorganismes émergents de plus en plus reconnus comme responsables de toxi-infections alimentaires (GANNON et al., 1993, J. Clin. Microbiol. 31 : 1268-1274 ; BEGUM D. et al., 1993, J. Clin. Microbiol. 31 : (12) 3153-3156). Chez l'homme l'infection par des STEC se traduit par des symptômes plus ou moins graves qui peuvent aller d'une simple diarrhée, à une colite hémorragique, jusqu'à un syndrome hémolytique et urémique (SHU) ou un purpura thrombotique thrombocytopénique (PTT), et peut parfois être fatale (GRIFFIN et al., 1991, Epidemiol. Rev. 13 : 60-98 ; NATARO et al., 1998, Microbiol. Among the strains of E. pathogenic coli, the colibacilli producing shiga-toxins called STEC, are emerging microorganisms increasingly recognized as responsible for food poisoning (GANNON et al., 1993, J. Clin. Microbiol. 31: 1268-1274; BEGUM D. et al., 1993, J. Clin. Microbiol. 31: (12) 3153-3156). In humans, STEC infection results in more or less severe symptoms which can range from simple diarrhea, hemorrhagic colitis, to hemolytic uremic syndrome (HUS) or thrombotic thrombocytopenic purpura ( PTT), and can sometimes be fatal (GRIFFIN et al., 1991, Epidemiol. Rev. 13: 60-98; NATARO et al., 1998, Microbiol.
Immunol. 42 :371-376 ; PATON et al., 1998, Clin. Microbiol. Immunol. 42: 371-376; PATON et al., 1998, Clin. Microbiol.
Rev. 11 : 450-479). Rev. 11: 450-479).
Le syndrome hémolytique et urémique survient principalement chez les jeunes enfants ; il représente environ 9% des infections à STEC diagnostiquées aux EtatsUnis. Il est par ailleurs la principale cause d'insuffisance rénale aigue chez l'enfant, et la létalité observée est de l'ordre de 3 à 5/1000. En France, des études récentes ont montré que l'incidence annuelle moyenne du SHU est de 0,7/10000 chez les enfants de moins de 15 ans et de 1,8/10000 chez les enfants de moins de 5 ans (DECLUDT et al., 2000, Epidemiol. Infect. 124 : 215-220). Les STEC sont également impliqués chez l'animal, dans des infections digestives plus ou moins graves. Les symptômes observés sont notamment des diarrhées et des dysenteries chez les veaux ou la maladie de l'#dème chez le porc. En outre, des bovins, porteurs sains, pourraient jouer un rôle dans la transmission des STEC à l'homme, par l'intermédiaire de l'eau ou de denrées alimentaires d'origine animale contaminées (viande, lait cru et produits laitiers à base de lait cru), (BONNET et al., 1998, J. Clin. Microbiol. 36 :1777-1780 ; PRADEL et al., 2000, J. Clin. Microbiol. 38 : 1023-1031). Hemolytic uremic syndrome occurs mainly in young children; it accounts for about 9% of STEC infections diagnosed in the United States. It is also the main cause of acute renal failure in children, and the lethality observed is of the order of 3 to 5/1000. In France, recent studies have shown that the average annual incidence of HUS is 0.7 / 10,000 in children under 15 and 1.8 / 10,000 in children under 5 (DECLUDT et al. ., 2000, Epidemiol. Infect. 124: 215-220). STECs are also involved in animals, in more or less serious digestive infections. Symptoms observed include diarrhea and dysentery in calves or edema disease in pigs. In addition, cattle, healthy carriers, could play a role in the transmission of STECs to humans, through contaminated water or foodstuffs of animal origin (meat, raw milk and dairy products based on raw milk), (BONNET et al., 1998, J. Clin. Microbiol. 36: 1777-1780; PRADEL et al., 2000, J. Clin. Microbiol. 38: 1023-1031).
Initialement, un seul sérotype d'E.coli avait été associé au SHU : il s'agit du sérotype 0157:H7. Il a été ultérieurement observé que d'autres sérotypes notamment 0157:H-, 026:H11, 0111:H- et 0103:H2 pouvaient être impliqués Initially, only one serotype of E. coli had been associated with HUS: this is serotype 0157: H7. It was subsequently observed that other serotypes including 0157: H-, 026: H11, 0111: H- and 0103: H2 could be involved.
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dans des infections à STEC (BRIAN et al., 1992, J. Clin. Microbiol. 30 : 1801-1806). Parmi ces sérotypes, 0157 est le sérotype majeur, impliqué dans 75 à 80% des syndromes hémolytiques et urémiques (DECLUDT et al., précité). in STEC infections (BRIAN et al., 1992, J. Clin. Microbiol. 30: 1801-1806). Among these serotypes, 0157 is the major serotype, involved in 75 to 80% of hemolytic and uremic syndromes (DECLUDT et al., Cited above).
Les shiga-toxines produites par les STEC, notamment SLT1 (VT1), SLT2 (VT2) et leurs variants VT2 vha, VT2 vhb, SLTII-v (VTE) et SLT II-va (VTE-va) (ZAWLIN et al., 1993, Microbiol. Immunol., 37 : 543-548), ont été identifiés comme les principaux facteurs de pathogénicité impliqués dans ces infections (CALDERWOOD et al., 1987, Proc. Nat. Acad. The shiga-toxins produced by STECs, in particular SLT1 (VT1), SLT2 (VT2) and their variants VT2 vha, VT2 vhb, SLTII-v (VTE) and SLT II-va (VTE-va) (ZAWLIN et al., 1993, Microbiol. Immunol., 37: 543-548), have been identified as the main pathogenicity factors involved in these infections (CALDERWOOD et al., 1987, Proc. Nat. Acad.
Sci. 84 :4364-4368). Sci. 84: 4364-4368).
Cependant, les shiga-toxines ne sont pas responsables à elles seules, de la pathogénicité des STEC ; d'autres facteurs bactériens de virulence pourraient également jouer un rôle dans le pouvoir pathogène de ces colibacilles : - le locus d'effacement entérocytaire (LEE) qui code des protéines impliquées dans l'adhésion des bactéries et l'altération du cytosquelette des cellules intestinales, notamment l'intimine codée par le gène eae (BEEBAKHEE et al., 1992, FEMS Microbiol. Lett. 70 : 63-68 ; Mc DANIEL et al., 1995, Proc. Nat. Acad., Sci. 92 :1664-1668 ; Mc DANIEL et al., 1997, Mol. Microbiol. 23 : 399-407), - le gène efa 1 (EHEC factor for adherence) a été décrit comme un facteur qui contribue à la capacité d'adhésion de la bactérie (NICHOLLS et al., 2000, Mol. However, shiga toxins alone are not responsible for the pathogenicity of STECs; other bacterial virulence factors could also play a role in the pathogenicity of these colibacilli: - the enterocyte erasure locus (LEE) which codes for proteins involved in the adhesion of bacteria and the alteration of the cytoskeleton of intestinal cells , in particular the intimin encoded by the eae gene (BEEBAKHEE et al., 1992, FEMS Microbiol. Lett. 70: 63-68; Mc DANIEL et al., 1995, Proc. Nat. Acad., Sci. 92: 1664- 1668; Mc DANIEL et al., 1997, Mol. Microbiol. 23: 399-407), - the efa 1 gene (EHEC factor for adherence) has been described as a factor which contributes to the adhesion capacity of the bacterium ( NICHOLLS et al., 2000, Mol.
Microbiol., 35 : 275-288), et - un plasmide de 90 kb (BURLAND et al., 1998, Nucleic Acids Res., 26 : 4196-4204), qui code des facteurs de virulence potentiels tels qu'une entérohémolysine (SCHMIDT et al., 1995, Infect. Immun., 63 : 1055-1061 ; SCHMIDT et al., 1996, Microbiol., 142 : 907-914) ), une catalase-peroxydase (BRUNDER et al., 1998, Microbiol., 142 : 3305-3315), une sérine-protéase (BRUNDER et al., 1997, Mol. Mirobiol., 24, 767-778) et un système de sécrétion de type II (SCHMIDT et al., 1997, FEMS Microbiol. Letter, 148 : 265-272). Microbiol., 35: 275-288), and - a 90 kb plasmid (BURLAND et al., 1998, Nucleic Acids Res., 26: 4196-4204), which encodes potential virulence factors such as enterohemolysin ( SCHMIDT et al., 1995, Infect. Immun., 63: 1055-1061; SCHMIDT et al., 1996, Microbiol., 142: 907-914)), a catalase-peroxidase (BRUNDER et al., 1998, Microbiol. , 142: 3305-3315), a serine protease (BRUNDER et al., 1997, Mol. Mirobiol., 24, 767-778) and a type II secretion system (SCHMIDT et al., 1997, FEMS Microbiol. Letter, 148: 265-272).
Pour prévenir les pathologies associées aux colibacilles producteurs de shiga-toxines (STEC) et en To prevent pathologies associated with shiga-toxin-producing colibacilli (STEC) and in
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particulier les pathologies les plus graves (colite hémorragique, SHU, PTT) associées aux plus pathogènes d'entre eux, il est nécessaire de disposer de moyens de détection de ces colibacilles, afin d'être en mesure de contrôler systématiquement l'eau et les aliments susceptibles d'être contaminés, et en particulier les produits frais d'origine animale (viande, lait cru et produits laitiers à base de lait cru) . particularly the most serious pathologies (hemorrhagic colitis, HUS, PTT) associated with the most pathogenic among them, it is necessary to have means of detecting these colibacilli, in order to be able to systematically control the water and foods liable to be contaminated, and in particular fresh products of animal origin (meat, raw milk and dairy products made from raw milk).
Ce contrôle implique la détection sensible et spécifique des STEC responsables de ces pathologies et notamment des STEC de sérotype 0157. This control involves the sensitive and specific detection of STECs responsible for these pathologies and in particular of STEC serotype 0157.
Cette détection est complexe du fait que, comme mentionné ci-dessus, la pathogénicité des STEC n'est pas simplement liée à un sérotype particulier, mais qu'elle résulte de l'association d'un certain nombre de facteurs de virulence dont la combinaison exacte n'est pas connue. En outre, certains facteurs de virulence, sont communs aux STEC et à d'autres groupes d'E.coli pathogènes ou à d'autres espèces de bactéries, ce qui constitue un problème supplémentaire pour la détection spécifique des STEC et notamment des STEC de sérotype 0157. Par exemple, le plasmide de virulence de 90 kb est présent chez des STEC pathogènes d'autres sérotypes (BONNET et al., précité), et le locus LEE est présent à la fois chez des STEC pathogènes de différents sérotypes (PRADEL et al., précité) et chez les EPEC, notamment chez 0127:H6 (PERNA et al., 1998, Infect. Immun., 66 : 3810-3817 ; PRADEL et al., précité). This detection is complex because, as mentioned above, the pathogenicity of STEC is not simply linked to a particular serotype, but that it results from the association of a certain number of virulence factors, the combination of which exact is not known. In addition, certain virulence factors are common to STECs and to other groups of pathogenic E. coli or to other species of bacteria, which constitutes an additional problem for the specific detection of STECs and in particular of STECs of serotype 0157. For example, the 90 kb virulence plasmid is present in pathogenic STECs of other serotypes (BONNET et al., supra), and the LEE locus is present in both pathogenic STECs of different serotypes (PRADEL et al., cited above) and in EPECs, in particular in 0127: H6 (PERNA et al., 1998, Infect. Immun., 66: 3810-3817; PRADEL et al., cited above).
Des tests de cytotoxicité et différentes méthodes biochimiques, immunologiques (ELISA) ou génétiques ont été proposées pour détecter les STEC (NATARO et al., 1998, Clin. Cytotoxicity tests and various biochemical, immunological (ELISA) or genetic methods have been proposed to detect STEC (NATARO et al., 1998, Clin.
Microbiol. Rev., 11 :142-201 ; PATON et al., 1998, Clin. Microbiol. Rev., 11: 142-201; PATON et al., 1998, Clin.
Microbiol. Rev., 11 :450-479 ; FENG et al., 1993, Mol. Cell. Microbiol. Rev., 11: 450-479; FENG et al., 1993, Mol. Cell.
Probes, 7 : 151-154 ; HUCK et al., Int. J. Food Microbiol., 25 : 277-287). Probes, 7: 151-154; HUCK et al., Int. J. Food Microbiol., 25: 277-287).
# Les tests de cytotoxicité sur des cultures de cellules constituent la méthode de référence utilisée en hygiène alimentaire pour détecter la présence de bactéries productrices de shiga-toxines ou vérotoxines. Le principe de # Cytotoxicity tests on cell cultures constitute the reference method used in food hygiene to detect the presence of bacteria producing shiga-toxins or verotoxins. The principle of
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ces tests est basé sur la cytopathogénicité des vérotoxines sur des cellules de rein de singe vert d'Afrique. Par la suite, une confirmation des types antigéniques de vérotoxine est nécessaire à l'aide d'anticorps anti-VTl et anti-VT2. these tests are based on the cytopathogenicity of verotoxins on African green monkey kidney cells. Subsequently, confirmation of the antigenic types of verotoxin is required using anti-VT1 and anti-VT2 antibodies.
Cette technique a l'avantage d'être très sensible, cependant elle n'est pas spécifique des colibacilles producteurs de shiga-toxines de sérotype 0157. En outre, une série de transferts en milieux sélectifs est nécessaire afin de favoriser le développement des bactéries vérotoxiques préalablement au dosage des toxines sur une culture de cellules ; il faut compter 5 à 6 jours avant d'obtenir les premiers résultats, et les coûts sont élevés. Ce test ne constitue donc pas une méthode de routine utilisable dans l'industrie agro-alimentaire. This technique has the advantage of being very sensitive, however it is not specific for colibacilli producing shiga-toxins of serotype 0157. In addition, a series of transfers in selective media is necessary in order to promote the development of verotoxic bacteria. prior to the assay of toxins on a cell culture; it takes 5-6 days to get the first results, and the costs are high. This test therefore does not constitute a routine method that can be used in the food industry.
# Les méthodes biochimiques utilisent les caractéristiques de la majorité des E. coli 0157:H7 et 0157:H-, qui ne fermentent pas le sorbitol en 24 heures, et qui en outre ne produisent pas de P-glucuronidase. Les E. coli 0157:H7 et 0157:H' apparaissent sous forme de colonies blanches sur des géloses au sorbitol, alors que les colibacilles producteurs de shiga-toxines d'autres sérotypes (026,0111 et 0103) et les nombreux colibacilles nonpathogènes, qui sont capables de fermenter le sorbitol, apparaissent sous forme de colonies pigmentées. Ces méthodes sont toutefois insuffisantes car il existe des mutants atypiques d'E. coli 0157:H7 et 0157:H- qui sont capables de fermenter le sorbitol (GUNZER et al., 1992, J. Clin. # The biochemical methods use the characteristics of the majority of E. coli 0157: H7 and 0157: H-, which do not ferment sorbitol in 24 hours, and which furthermore do not produce P-glucuronidase. E. coli 0157: H7 and 0157: H 'appear as white colonies on sorbitol agars, while coli-producing coli-producing shiga-toxins of other serotypes (026,0111 and 0103) and the numerous nonpathogenic coli bacteria, which are capable of fermenting sorbitol, appear as pigmented colonies. However, these methods are insufficient because there are atypical mutants of E. coli 0157: H7 and 0157: H- which are capable of fermenting sorbitol (GUNZER et al., 1992, J. Clin.
Microbiol., 30 : 1807-1810 ; KARCH et al., 1997, J. Food, Prot., 60 :1454-1457). Microbiol., 30: 1807-1810; KARCH et al., 1997, J. Food, Prot., 60: 1454-1457).
# Les méthodes immunologiques de type ELISA reposent sur la détection des antigènes 0 et H ou des shigatoxines (VT1 et VT2) à l'aide d'anticorps spécifiques. Les tests immunologiques actuellement disponibles ne sont pas satisfaisants ; en effet, d'autres bactéries telles que Citrobacter freundii, Salmonella 0 du groupe N et Hafnia alvei présentent une réactivité croisée vis-à vis des sérums anti-0157 utilisés (BETTELHEIM et al., 1993, J. Clin. # ELISA-type immunological methods are based on the detection of 0 and H antigens or of shigatoxins (VT1 and VT2) using specific antibodies. The immunological tests currently available are not satisfactory; in fact, other bacteria such as Citrobacter freundii, Salmonella 0 of group N and Hafnia alvei exhibit cross-reactivity with respect to the anti-0157 sera used (BETTELHEIM et al., 1993, J. Clin.
Microbiol., 31 : 760-761 ; BORCZYK et al., 1987, Int. J. Food Microbiol., 31: 760-761; BORCZYK et al., 1987, Int. J. Food
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Microbiol., 4 : 347-349 ; CHART et al., 1992, Epidemiol. Microbiol., 4: 347-349; CHART et al., 1992, Epidemiol.
Infect., 108 : 77-85 ; SHIMADA et al., 1992, Curr. Infect., 108: 77-85; SHIMADA et al., 1992, Curr.
Microbiol., 25 : 215-217). Microbiol., 25: 215-217).
En outre, la plupart des tests immunologiques disponibles sont limités à la détection de l'antigène 0157 et ne permettent pas de différencier les STEC 0157 des E. coli non pathogènes de sérotype 0157. Enfin, ces méthodes sont en général trop peu sensibles ou trop peu spécifiques pour permettre une détection dans les aliments. In addition, most of the available immunological tests are limited to the detection of the 0157 antigen and do not make it possible to differentiate STEC 0157 from non-pathogenic E. coli of serotype 0157. Finally, these methods are generally too insensitive or too sensitive. not very specific to allow detection in food.
# Des méthodes d'amplification en chaîne par polymérase (PCR), permettant la détection spécifique de gènes codant des facteurs bactériens impliqués dans la virulence ont été proposés. L'amplification des gènes suivants a été rapportée : - les gènes de shiga-toxines (stx), (CHEN et al., 1998, Appl. Environ. Microbiol., 64 :147-152 ; Demande EP 0 864 657 au nom du CNEVA ; GANNON et al., 1992, Appl. Environ. # Polymerase chain reaction (PCR) methods, allowing the specific detection of genes encoding bacterial factors involved in virulence have been proposed. The amplification of the following genes has been reported: - the genes for shiga-toxins (stx), (CHEN et al., 1998, Appl. Environ. Microbiol., 64: 147-152; Application EP 0 864 657 in the name of CNEVA, GANNON et al., 1992, Appl. Environ.
Microbiol., 58 : 3809-3818 ; JACKSON, 1991 ; J. Clin. Microbiol., 58: 3809-3818; JACKSON, 1991; J. Clin.
Microbiol., 29 : 1910-1914 ; KARCH et al., 1989, J. Clin. Microbiol., 29: 1910-1914; KARCH et al., 1989, J. Clin.
Microbiol., 27 : 2751-2757 ; LIN et al., 1993, Microbiol. Microbiol., 27: 2751-2757; LIN et al., 1993, Microbiol.
Immunol., 37 : 543-548 ; POLLARD et al., J. Clin. Microbiol., 1990, 28 : 540-545 ; POLLARD, 1990, J. Infect. Dis., 162, 1195-1198 ; READ et al., 1992, Mol. Cell. Probes, 6 : 153- 161), - le gène de l'intimine (eae) porté par le locus LEE (SANDHU et al., 1996, Epidemiol. Infect., 116 : 1-7 ; WILLSHAW et al., 1994, J. Clin. Microbiol., 32 : 897-902), - le gène de l'hémolysine codé par le plasmide de 90 kb (E-hlya), (SCHMIDT et al., 1995, précité), - des gènes impliqués dans la biosynthèse de l'antigène 0 (locus rfb), (DESMARCHELIER et al., 1998, J. Immunol., 37: 543-548; POLLARD et al., J. Clin. Microbiol., 1990, 28: 540-545; POLLARD, 1990, J. Infect. Dis., 162, 1195-1198; READ et al., 1992, Mol. Cell. Probes, 6: 153-161), - the intimin (eae) gene carried by the LEE locus (SANDHU et al., 1996, Epidemiol. Infect., 116: 1-7; WILLSHAW et al., 1994, J. Clin. Microbiol., 32: 897-902), - the hemolysin gene encoded by the 90 kb plasmid (E-hlya), (SCHMIDT et al., 1995, cited above), - genes involved in the biosynthesis of the 0 antigen (rfb locus), (DESMARCHELIER et al., 1998, J.
Clin. Microbiol., 36 : 1801-1804 ; MAURER et al., 1999, Appl. Clin. Microbiol., 36: 1801-1804; MAURER et al., 1999, Appl.
Environ. Microbiol., 65 : 2954-2960) et - le gène codant l'antigène flagellaire H7 (fliCh7), (FIELDS et al., J. Clin. Microbiol., 1997, 35 : 1066-1070). About. Microbiol., 65: 2954-2960) and - the gene encoding the H7 flagellar antigen (fliCh7), (FIELDS et al., J. Clin. Microbiol., 1997, 35: 1066-1070).
Ces méthodes sont plus sensibles et plus spécifiques que les méthodes biochimiques ou immunologiques. These methods are more sensitive and more specific than biochemical or immunological methods.
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Cependant, les STEC 0157 ne peuvent pas être identifiés à l'aide d'une seule réaction PCR ciblant l'un de ces gènes. En effet, les antigènes somatiques 0157 et flagellaire H7, qui peuvent être portés par des souches d'E. coli non pathogènes ne constituent pas à eux seuls des marqueurs de pathogénicité. En outre, les gènes de vérotoxines sont par définition portés par toutes les souches de STEC ; les facteurs de virulence décrits sur le plasmide de 90 kb, (entérohémolysine, catalase péroxydase, sérine protéase) sont présents chez des STEC de différents sérotypes (BONNET et al., précité) et un homologue du locus LEE est présent à la fois chez les STEC de différents sérotypes (PRADEL et al., précité) et chez les EPEC (PERNA et al., précité). Par conséquent, la mise en évidence d'un seul de ces gènes de virulence ne suffit pas à identifier un STEC de sérotype 0157. However, STEC 0157 cannot be identified using a single PCR reaction targeting one of these genes. Indeed, the somatic 0157 and flagellar H7 antigens, which can be carried by strains of E. non-pathogenic coli alone are not markers of pathogenicity. In addition, verotoxin genes are by definition carried by all STEC strains; the virulence factors described on the 90 kb plasmid (enterohemolysin, catalase peroxidase, serine protease) are present in STECs of different serotypes (BONNET et al., cited above) and a homolog of the LEE locus is present both in STEC of different serotypes (PRADEL et al., Cited above) and in EPECs (PERNA et al., Cited above). Consequently, the demonstration of only one of these virulence genes is not sufficient to identify a STEC of serotype 0157.
Des tests permettant l'amplification simultanée de plusieurs gènes en une seule réaction (PCR-multiplex) ont été proposés (CEBULA et al., 1995, J. Clin. Microbiol., 33 : 1048 ; DENG et al., 1996, J. Food Prot., 59 : 570-576 ; FRATAMICO et al., 1995, J. Clin. Microbiol., 33 : 2188-2191 ; GANNON et al., 1997, J. Clin. Microbiol., 35 : 656-662 ; NAGANO et al., 1998, Microbiol. Immunol., 42 : 371-376 ; PATON et al., 1998, J. Clin. Microbiol., 36 : 598-602). Tests allowing the simultaneous amplification of several genes in a single reaction (PCR-multiplex) have been proposed (CEBULA et al., 1995, J. Clin. Microbiol., 33: 1048; DENG et al., 1996, J. Food Prot., 59: 570-576; FRATAMICO et al., 1995, J. Clin. Microbiol., 33: 2188-2191; GANNON et al., 1997, J. Clin. Microbiol., 35: 656-662; NAGANO et al., 1998, Microbiol. Immunol., 42: 371-376; PATON et al., 1998, J. Clin. Microbiol., 36: 598-602).
Ces techniques qui sont adaptées à la détection d'une souche bactérienne isolée ne sont pas utilisables pour l'analyse d'échantillons biologiques complexes, tels que des aliments ou des selles, qui sont susceptibles de contenir un mélange de bactéries. En effet, comme rapporté par DENG et al. (précité), la PCR-multiplex ne permet pas de conclure si les signaux correspondants aux différents gènes détectés proviennent d'une seule souche bactérienne, ou bien de l'effet additif de gènes présents dans des souches différentes de bactéries. Cet inconvénient majeur, qui implique l'isolement systématique de chaque souche afin de vérifier que les différents gènes amplifiés par PCR sont bien présents dans la même souche, n'est pas adapté au diagnostic These techniques, which are suitable for the detection of an isolated bacterial strain, cannot be used for the analysis of complex biological samples, such as food or stool, which are liable to contain a mixture of bacteria. Indeed, as reported by DENG et al. (cited above), PCR-multiplex does not make it possible to conclude whether the signals corresponding to the different genes detected come from a single bacterial strain, or else from the additive effect of genes present in different strains of bacteria. This major drawback, which involves the systematic isolation of each strain in order to verify that the different genes amplified by PCR are indeed present in the same strain, is not suitable for diagnosis.
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de routine en laboratoire d'hygiène alimentaire ou d'analyses médicales. routine in food hygiene laboratory or medical analysis.
La comparaison de la séquence nucléotidique de certains gènes communs aux STEC de sérotype 0157 et à d'autres E. coli pathogènes a permis d'identifier des mutations ponctuelles. Ainsi certains auteurs ont proposé des amorces spécifiques ciblant les gènes portés par les STEC 0157 qui permettent leur détection en une seule réaction PCR. Ainsi, l'amplification des régions suivantes a été rapportée : la région 3' du gène eae (LOUIE et al., 1994, Epidemiol. Infect., 112 : 449-461), la région immédiatement adjacente à la région 5' du gène eae (MENG et al., 1996, Int. Comparison of the nucleotide sequence of certain genes common to STEC serotype 0157 and other pathogenic E. coli has made it possible to identify point mutations. Thus, certain authors have proposed specific primers targeting the genes carried by STEC 0157 which allow their detection in a single PCR reaction. Thus, the amplification of the following regions has been reported: the 3 'region of the eae gene (LOUIE et al., 1994, Epidemiol. Infect., 112: 449-461), the region immediately adjacent to the 5' region of the gene eae (MENG et al., 1996, Int.
J. Food Microbiol., 32, 103-113 ; MENG et al'., 1997, Lett. J. Food Microbiol., 32, 103-113; MENG et al., 1997, Lett.
Appl. Microbiol., 24 : 172-176 ; ZHAO et al., 1995, FEMS Microbiol. Lett., 133 : 35-39) ou le gène H7 (WANG et al., 2000, J. Clin. Microbiol., 38 : 1786-1790). Appl. Microbiol., 24: 172-176; ZHAO et al., 1995, FEMS Microbiol. Lett., 133: 35-39) or the H7 gene (WANG et al., 2000, J. Clin. Microbiol., 38: 1786-1790).
Il apparaît donc qu'on ne dispose à l'heure actuelle que de très peu de marqueurs spécifiques et faciles à mettre en #uvre pour détecter les E. coli pathogènes, et notamment les STEC de sérotype 0157. It therefore appears that at the present time there are very few specific markers which are easy to use for detecting pathogenic E. coli, and in particular STEC serotype 0157.
Les Inventeurs ont identifié dans des souches d'E. coli pathogènes, notamment dans tous les colibacilles pathogènes de sérotype 0157 producteurs de shiga-toxines, la présence d'un insert d'acide nucléique représentant un nouveau locus, absent des souches non-pathogènes. Ce locus est inséré entre les positions 93848 et 93849 de la séquence du génome d'E.coli K12 (GenBank U82664) ; site d'insertion est précisément situé entre les codons stop de deux phases ouvertes de lecture (Genbank AAB40241 et Genbank AAB40242) en orientation opposée, qui dans la séquence génomique des souches d'E. coli non-pathogènes comme la souche type K12 sont directement adjacentes. The inventors have identified strains of E. pathogenic coli, in particular in all pathogenic coli bacteria of serotype 0157 producing shiga-toxins, the presence of a nucleic acid insert representing a new locus, absent in non-pathogenic strains. This locus is inserted between positions 93848 and 93849 of the sequence of the genome of E. coli K12 (GenBank U82664); insertion site is precisely located between the stop codons of two open reading frames (Genbank AAB40241 and Genbank AAB40242) in opposite orientation, which in the genomic sequence of strains of E. non-pathogenic coli such as the type K12 strain are directly adjacent.
Les Inventeurs ont également constaté la présence d'un locus similaire, inséré à la même position, chez des souches d'E.coli pathogènes, appartenant à des sérotypes autres que 0157. En revanche, ils n'ont observé aucune insertion à cette position chez l'ensemble des souches nonpathogènes qui ont été testées. The inventors also observed the presence of a similar locus, inserted at the same position, in pathogenic E. coli strains, belonging to serotypes other than 0157. On the other hand, they did not observe any insertion at this position. in all the nonpathogenic strains that were tested.
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La présence d'un insert à cette position constitue donc un nouveau marqueur génétique de virulence utile pour la détection de souches d'E.coli pathogènes. The presence of an insert at this position therefore constitutes a new genetic marker of virulence useful for the detection of pathogenic strains of E. coli.
Les séquences d'acide nucléiques issues d'un tel insert constituent également des marqueurs utiles pour la détection de souches d'E.coli pathogènes, et en particulier pour la détection spécifique des souches de bactéries pathogènes portant ledit insert ; exemple, des séquences d'acide nucléiques issues de l'insert présent dans une souche de sérotype 0157 productrice de shiga-toxines permettent un détection spécifique de l'ensemble des E.coli de sérotype 0157 produisant des shiga-toxines. The nucleic acid sequences derived from such an insert also constitute useful markers for the detection of pathogenic E. coli strains, and in particular for the specific detection of the pathogenic bacterial strains carrying said insert; example, nucleic acid sequences derived from the insert present in a strain of serotype 0157 producing shiga-toxins allow specific detection of all the E. coli of serotype 0157 producing shiga-toxins.
En conséquence, la présente invention a pour objet une molécule d'acide nucléique issue d'une souche pathogène d'E. coli, caractérisée en ce qu'elle est sélectionnée dans le groupe constitué par : a) une molécule d'acide nucléique représentant un locus inséré dans le génome de ladite souche pathogène, à l'emplacement dudit génome correspondant à celui situé chez E.coli K12, entre les positions 93848 et 93849 de la séquence GenBank U82664 ; b) une molécule d'acide nucléique comprenant la molécule a) définie ci-dessus, et entre 1 et 2500 pb de la séquence en amont du site d'insertion de ladite molécule, et/ou entre 1 et 2500 pb en aval du site d'insertion de ladite molécule. c) une molécule d'acide nucléique constituant un fragment d'au moins 15 pb, de préférence d'au moins 25 à 30 pb, de la molécule a) ci-dessus ; d) une molécule d'acide nucléique constituant un fragment d'au moins 15 pb, de préférence d'au moins 25 à 30 pb, de la molécule b) ci-dessus, ledit fragment comprenant au moins une portion de la molécule a) et au moins une portion de la séquence en amont du site d'insertion de ladite molécule a), ou au moins une portion de la séquence en aval du site d'insertion de ladite molécule a). Consequently, the present invention relates to a nucleic acid molecule derived from a pathogenic strain of E. coli, characterized in that it is selected from the group consisting of: a) a nucleic acid molecule representing a locus inserted into the genome of said pathogenic strain, at the location of said genome corresponding to that located in E.coli K12, between positions 93848 and 93849 of the GenBank sequence U82664; b) a nucleic acid molecule comprising the molecule a) defined above, and between 1 and 2500 bp of the sequence upstream of the site of insertion of said molecule, and / or between 1 and 2500 bp downstream of the site insertion of said molecule. c) a nucleic acid molecule constituting a fragment of at least 15 bp, preferably at least 25 to 30 bp, of the molecule a) above; d) a nucleic acid molecule constituting a fragment of at least 15 bp, preferably at least 25 to 30 bp, of the above molecule b), said fragment comprising at least a portion of the molecule a) and at least a portion of the sequence upstream of the insertion site of said molecule a), or at least a portion of the sequence downstream of the insertion site of said molecule a).
Des molécules d'acide nucléique conformes à l'invention peuvent en particulier être issues du génome Nucleic acid molecules in accordance with the invention can in particular be derived from the genome
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d'une bactérie pathogène de l'espèce Escherichia coli, choisie parmi les E.coli STEC de sérotype 0157,077, 079, ou 0145, les Escherichia coli STEC ou EPEC de sérotype 055, et les Escherichia coli EPEC de sérotype 0127. a pathogenic bacterium of the species Escherichia coli, chosen from E.coli STEC serotype 0157,077, 079, or 0145, Escherichia coli STEC or EPEC serotype 055, and Escherichia coli EPEC serotype 0127.
Par exemple, des molécules d'acide nucléique conformes à l'invention issues du génome d'E.coli 0157:H7, sont représentées dans la liste de séquences en annexe sous respectivement les numéros SEQ ID NO : 1, SEQ ID NO : 2, SEQ ID NO : 11 à 17, SEQ 19, SEQ ID No : 21 et SEQ ID NO : 23. For example, nucleic acid molecules in accordance with the invention derived from the genome of E. coli 0157: H7, are represented in the attached sequence listing under the numbers SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 respectively. , SEQ ID NO: 11 to 17, SEQ 19, SEQ ID No: 21 and SEQ ID NO: 23.
La présente invention a également pour objet des molécules d'acide nucléique capables de s'hybrider spécifiquement, en conditions stringentes, avec l'une quelconque des molécules a) à d) ci-dessus. A subject of the present invention is also nucleic acid molecules capable of hybridizing specifically, under stringent conditions, with any one of the molecules a) to d) above.
Ceci englobe notamment des oligonucléotides utilisables comme amorces d'amplification pour l'obtention d'une séquence d'acide nucléique conforme à l'invention, ou comme sondes pour la détection de ladite séquence, et en particulier les oligonucléotides P388L, P388M, P388G, P388D, P388F, P388C et P388P, correspondant respectivement aux séquences SEQ ID NO :3 à 9 dans la liste de séquences en annexe. Les oligonucléotides P388M, P388G, P388D, P388F et P388C sont en particulier utilisables comme sondes d'hybridation moléculaire, utiles pour la détection, d'une molécule d'acide nucléique a) conforme à l'invention issue du génome d'une bactérie E. coli STEC de sérotype 0157. This includes in particular oligonucleotides which can be used as amplification primers for obtaining a nucleic acid sequence in accordance with the invention, or as probes for the detection of said sequence, and in particular the oligonucleotides P388L, P388M, P388G, P388D, P388F, P388C and P388P, corresponding respectively to the sequences SEQ ID NO: 3 to 9 in the attached sequence listing. The oligonucleotides P388M, P388G, P388D, P388F and P388C can in particular be used as molecular hybridization probes, useful for the detection, of a nucleic acid molecule a) in accordance with the invention derived from the genome of a bacterium E coli STEC serotype 0157.
La présente invention englobe en particulier les couples d'amorces utilisables pour l'amplification d'une molécule d'acide nucléique a) b) c) ou d) conforme à l'invention. The present invention encompasses in particular the pairs of primers which can be used for the amplification of a nucleic acid molecule a) b) c) or d) in accordance with the invention.
La présente invention a en outre pour objet les vecteurs recombinants, et notamment les plasmides recombinants contenant une molécule d'acide nucléique conforme à l'invention. A subject of the present invention is also the recombinant vectors, and in particular the recombinant plasmids containing a nucleic acid molecule in accordance with the invention.
Des molécules d'acide nucléique conformes à l'invention peuvent par exemple être obtenues par amplification en chaîne par polymérase, à partir de l'ADN d'une souche E.coli pathogène comprenant le locus défini cidessus. Notamment ': Nucleic acid molecules in accordance with the invention can, for example, be obtained by polymerase chain reaction, from the DNA of a pathogenic E. coli strain comprising the locus defined above. Especially ':
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- une molécule d'acide nucléique a) conforme à l'invention peut être obtenue en utilisant un couple d'amorces d'amplification dont l'une s'hybride comprenant une amorce s'hybridant à chacune des extrémités de la molécule a) - une molécule d'acide nucléique b) conforme à l'invention peut être obtenue en utilisant un couple d'amorces d'amplification comprenant une amorce s'hybridant en amont du site d'insertion de la molécule a) et une amorce s'hybridant en aval du site d'insertion de la molécule a) ; des amorces appropriées peuvent être choisies par l'homme de l'art, respectivement à partir de la séquence de 2500 pb en amont de la position 93848 de la séquence GenBank U82664, et de la séquence de 2500 pb en aval de la position 93849. - a nucleic acid molecule a) in accordance with the invention can be obtained by using a pair of amplification primers, one of which hybridizes comprising a primer hybridizing at each of the ends of the molecule a) - a nucleic acid molecule b) in accordance with the invention can be obtained by using a pair of amplification primers comprising a primer hybridizing upstream of the insertion site of molecule a) and a primer hybridizing downstream of the insertion site of molecule a); appropriate primers can be chosen by those skilled in the art, respectively from the sequence of 2500 bp upstream of position 93848 of the GenBank U82664 sequence, and of the sequence of 2500 bp downstream of position 93849.
On utilisera, bien entendu des conditions d'amplification permettant d'amplifier des fragments de grande taille, et comprenant notamment une étape d'extension d'amorces de durée suffisante. Amplification conditions will of course be used which make it possible to amplify fragments of large size, and comprising in particular a step of extending primers of sufficient duration.
Avantageusement, on peut utiliser le couple d'amorces P388L/P388P, qui s'hybride de part et d'autre du site d'insertion d'une molécule a) conforme à l'invention. Advantageously, one can use the pair of primers P388L / P388P, which hybridizes on either side of the site of insertion of a molecule a) in accordance with the invention.
Ce couple amplifie un fragment de 682 pb lorsque l'amplification est effectuée à partir du génome de la souche type E.coli non pathogène K12, alors qu'il amplifie un fragment de plus grande taille avec des E.coli pathogènes ; il amplifie notamment un fragment de 3316 pb (SEQ ID NO : 11) avec tous les E.coli producteurs de shiga-toxines de sérotype 0157. This pair amplifies a fragment of 682 bp when the amplification is carried out from the genome of the non-pathogenic E.coli type strain K12, while it amplifies a fragment of larger size with pathogenic E.coli; it amplifies in particular a 3316 bp fragment (SEQ ID NO: 11) with all the E.coli producing shiga toxins of serotype 0157.
Une molécule d'acide nucléique c) conforme à l'invention peut être obtenue en utilisant un couple d'amorces s'hybridant avec des séquences internes de la molécule a)
Une molécule d'acide nucléique d) conforme à l'invention peut être obtenue en utilisant un couple d'amorces comprenant une amorce s'hybridant avec une séquence interne de la molécule a) et une amorce s'hybridant avec une séquence située en amont du site d'insertion de la molécule a) ou une amorce s'hybridant avec une séquence située en aval du site d'insertion de la molécule a). A nucleic acid molecule c) in accordance with the invention can be obtained by using a pair of primers hybridizing with internal sequences of the molecule a)
A nucleic acid molecule d) in accordance with the invention can be obtained by using a pair of primers comprising a primer hybridizing with an internal sequence of molecule a) and a primer hybridizing with a sequence located upstream of the insertion site of molecule a) or a primer hybridizing with a sequence located downstream of the insertion site of molecule a).
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- On peut avantageusement utiliser un couple d'amorces sélectionné dans le groupe constitué par : P388C/P388D (SEQ ID NO : 8/SEQ ID NO : 6), P388F/P388G (SEQ ID NO : 7/SEQ ID NO : 5), P388F/P388D (SEQ ID NO : 7/SEQ ID NO :6), P388P/P388L (SEQ ID NO :9/SEQ ID NO :3), P388L/P388M (SEQ IDNO :3/SEQ ID NO :4) et P388P/P388D (SEQ ID NO :9/SEQ ID NO :6) . - One can advantageously use a pair of primers selected from the group consisting of: P388C / P388D (SEQ ID NO: 8 / SEQ ID NO: 6), P388F / P388G (SEQ ID NO: 7 / SEQ ID NO: 5) , P388F / P388D (SEQ ID NO: 7 / SEQ ID NO: 6), P388P / P388L (SEQ ID NO: 9 / SEQ ID NO: 3), P388L / P388M (SEQ IDNO: 3 / SEQ ID NO: 4) and P388P / P388D (SEQ ID NO: 9 / SEQ ID NO: 6).
La présente invention a également pour objet l'utilisation d'une molécule d'acide nucléique conforme à l'invention pour le dépistage d'E.coli pathogènes, et notamment pour le dépistage spécifique des souches d'E. coli de sérotype 0157 productrices de shiga-toxines. A subject of the present invention is also the use of a nucleic acid molecule in accordance with the invention for the screening of pathogenic E. coli, and in particular for the specific screening of strains of E. coli serotype 0157 producing shiga toxins.
En particulier, la présente invention a pour objet un procédé de dépistage d'E.coli pathogènes, caractérisé en ce qu'il comprend la détection de la présence dans le génome des bactéries E. coli présentes dans l'échantillon à tester, d'un locus inséré à l'emplacement dudit génome correspondant à celui situé chez E.coli K12, entre les positions 93848 et 93849 de la séquence GenBank U82664. In particular, the present invention relates to a method for detecting pathogenic E. coli, characterized in that it comprises the detection of the presence in the genome of E. coli bacteria present in the sample to be tested, of a locus inserted at the location of said genome corresponding to that located in E.coli K12, between positions 93848 and 93849 of the GenBank U82664 sequence.
Selon un mode de mise en #uvre préféré du procédé de détection conforme à l'invention, il comprend au moins une étape d'amplification en chaîne par polymérase à l'aide d'un couple d'amorces comprenant une amorce s'hybridant avec la région du génome d'E.coli définie par la séquence de 2500 pb en amont de la position 93848 de la séquence GenBank U82664, et une amorce s'hybridant avec la région du génome d'E.coli définie par la séquence de 2500 pb en aval de la position 93849 de la séquence GenBank U82664. According to a preferred embodiment of the detection method in accordance with the invention, it comprises at least one step of polymerase chain reaction using a pair of primers comprising a primer hybridizing with the region of the E.coli genome defined by the sequence of 2500 bp upstream of position 93848 of the sequence GenBank U82664, and a primer hybridizing with the region of the E.coli genome defined by the sequence of 2500 bp downstream of position 93849 of the GenBank U82664 sequence.
La détermination de la taille du produit d'amplification, et sa comparaison avec celui obtenu en utilisant le même couple d'amorces, à partir du génome d'une souche non-pathogène, par exemple la souche type E.coli K12 permet de détecter l'insertion d'un locus conforme à l'invention. The determination of the size of the amplification product, and its comparison with that obtained using the same pair of primers, from the genome of a non-pathogenic strain, for example the type strain E.coli K12, makes it possible to detect the insertion of a locus in accordance with the invention.
En outre, la taille du produit d'amplification pour un même couple d'amorces peut également permettre de distinguer différents groupes d'E. coli pathogènes. In addition, the size of the amplification product for the same pair of primers can also make it possible to distinguish different groups of E. pathogenic coli.
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Par exemple si l'on utilise le couple d'amorces P388L/P388P, on observe en présence d'E. coli pathogènes de sérotype 0157 productrices de shiga-toxines, un fragment d'amplification de 3316 pb spécifique de ces bactéries. For example, if the pair of primers P388L / P388P is used, it is observed in the presence of E. pathogenic coli of serotype 0157 producing shiga toxins, a 3316 bp amplification fragment specific for these bacteria.
Selon une variante, l'amplification est effectuée dans des conditions ne permettant pas d'amplifier des fragments de grande taille. L'absence de produit d'amplification permet, dans ce cas, de détecter l'insertion d'un locus conforme à l'invention. Ce mode de mise en #uvre ne permet toutefois pas de distinguer différents groupes d'E. coli pathogènes. According to one variant, the amplification is carried out under conditions which do not make it possible to amplify large fragments. The absence of amplification product makes it possible, in this case, to detect the insertion of a locus in accordance with the invention. This mode of implementation does not, however, make it possible to distinguish different groups of E. pathogenic coli.
Selon un mode de mise en #uvre du procédé de détection conforme à l'invention, il comprend au moins une étape d'amplification en chaîne par polymérase à l'aide d'un couple d'amorces s'hybridant avec des séquences internes d'une molécule a) telle que définie ci-dessus. According to one embodiment of the detection method in accordance with the invention, it comprises at least one step of polymerase chain reaction using a pair of primers hybridizing with internal sequences of 'a molecule a) as defined above.
Par exemple, pour la détection de STEC de sérotype 0157, l'utilisation des couples d'amorces suivants : P388C/P388D, P388F/P388D, P388F/P388G produit des fragments d'amplification de respectivement 300pb (SEQ ID NO : 12), 125pb (SEQ ID NO : 13) et 578pb (SEQ ID NO : 14) avec tous les STEC de sérotype 0157 alors qu'aucun produit d'amplification n'est observé avec la souche type d'E.coli K12 utilisée comme contrôle. For example, for the detection of STEC of serotype 0157, the use of the following pairs of primers: P388C / P388D, P388F / P388D, P388F / P388G produces amplification fragments of respectively 300 bp (SEQ ID NO: 12), 125 bp (SEQ ID NO: 13) and 578 bp (SEQ ID NO: 14) with all the STECs of serotype 0157 while no amplification product is observed with the type strain of E. coli K12 used as control.
Selon encore un autre un mode de mise en #uvre du procédé de détection conforme à l'invention, il comprend au moins une étape d'amplification en chaîne par polymérase à l'aide d'un couple d'amorces comprenant une amorce s'hybridant avec une séquence interne d'une molécule a) telle que définie ci-dessus, et une amorce s'hybridant avec la région du génome d'E.coli définie par la séquence de 2500 pb en amont de la position 93848 de la séquence GenBank U82664, ou une amorce s'hybridant avec la région du génome d' E. coli définie par la séquence de 2500 pb en aval de la position 93849 de la séquence GenBank U82664. According to yet another one embodiment of the detection method in accordance with the invention, it comprises at least one step of polymerase chain reaction using a pair of primers comprising a primer s' hybridizing with an internal sequence of a molecule a) as defined above, and a primer hybridizing with the region of the E. coli genome defined by the sequence of 2500 bp upstream of position 93848 of the sequence GenBank U82664, or a primer hybridizing with the region of the E. coli genome defined by the sequence 2500 bp downstream of position 93849 of the GenBank U82664 sequence.
Par exemple, pour la détection de STEC de sérotype 0157, l'utilisation des couples d'amorces suivants : P388P/P388D, P388L/P388M, produit des fragments de For example, for the detection of STEC serotype 0157, the use of the following pairs of primers: P388P / P388D, P388L / P388M, produces fragments of
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respectivement 1299pb (SEQ ID NO : 15) et 419pb (SEQ ID NO :16) avec tous les STEC de sérotype 0157 alors qu'aucun produit d'amplification n'est observé avec les souches d'E.coli non pathogènes. respectively 1299 bp (SEQ ID NO: 15) and 419 bp (SEQ ID NO: 16) with all the STECs of serotype 0157 whereas no amplification product is observed with the non-pathogenic E. coli strains.
Les Inventeurs ont étudié la sensibilité et la spécificité des couples d'amorces P388C/P388D, P388F/P388D et P388F/P388G pour la détection des STEC-0157. The inventors have studied the sensitivity and specificity of the pairs of primers P388C / P388D, P388F / P388D and P388F / P388G for the detection of STEC-0157.
Sur 211 souches bactériennes testées, les trois couples d'amorces ont une sensibilité équivalente et détectent les 55 STEC-0157 testés ainsi que les E.coli de sérotype 055, ce qui s'explique par l'origine clonale de ces deux sérotypes (FENG et al., 1998, J. Infect. Dis., 177 :1750-1753 ; WHITTAM et al., 1993, Infect. Immun., 61 : 1619-1629). En outre, avec les trois couples d'amorces, aucun signal n'est obtenu avec les bactéries Citrobacter et Hafnia alvei qui présentent des réactions immunologiques croisées avec l'antigène 0157. Out of 211 bacterial strains tested, the three pairs of primers have equivalent sensitivity and detect the 55 STEC-0157 tested as well as the E. coli of serotype 055, which is explained by the clonal origin of these two serotypes (FENG et al., 1998, J. Infect. Dis., 177: 1750-1753; WHITTAM et al., 1993, Infect. Immun., 61: 1619-1629). In addition, with the three pairs of primers, no signal is obtained with the bacteria Citrobacter and Hafnia alvei which exhibit immunological cross reactions with the 0157 antigen.
Pour la détection spécifique de tous les E. coli producteurs de shiga-toxines de sérotype 0157, on utilise de préférence le couple P388F/P388D. For the specific detection of all E. coli producing serotype 0157 shiga toxins, the P388F / P388D pair is preferably used.
En effet ce couple d'amorces présente une spécificité particulièrement élevée et ne donne aucune réaction positive avec les STEC d'autres sérotypes (30 sérotypes testés) ainsi qu'avec les E.coli non-STEC de sérotype 0157 ou d'autres sérotypes (55 testés) et les bactéries d'autres espèces. In fact, this pair of primers has a particularly high specificity and does not give any positive reaction with STECs of other serotypes (30 serotypes tested) as well as with non-STEC E.coli of serotype 0157 or other serotypes ( 55 tested) and bacteria from other species.
Les oligonucléotides conformes à l'invention peuvent également être utilisés comme amorces dans une technique de type PCR-ELISA. Dans ce cas, on peut, par exemple, utiliser l'oligonucléotide P388D préalablement immobilisé sur un support solide, en tant que sonde de capture pour fixer le produit d'amplification de 578 pb obtenu avec les amorces P388G et P388F ; ce produit d'amplification peut alors être révélé soit directement (par exemple s'il a été marqué de façon appropriée par incorporation de nucléotides marqués au cours de la réaction d'amplification) soit par l'intermédiaire d'une sonde de détection marquée.' The oligonucleotides in accordance with the invention can also be used as primers in a technique of PCR-ELISA type. In this case, it is possible, for example, to use the oligonucleotide P388D previously immobilized on a solid support, as a capture probe to fix the amplification product of 578 bp obtained with the primers P388G and P388F; this amplification product can then be revealed either directly (for example if it has been labeled appropriately by incorporation of labeled nucleotides during the amplification reaction) or by means of a labeled detection probe. '
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Différentes méthodes pour fixer des acides nucléiques sur un support solide, ainsi que celles pour les marquer à l'aide de marqueurs froids ou radioactifs sont bien connues de l'homme du métier à titre d'exemple on citera celles décrites dans Current Protocols in Molecular Biology (Frederick M. AUSUBEL,2000, Wiley and son Inc, Library of Congress, USA). Different methods for fixing nucleic acids on a solid support, as well as those for labeling them using cold or radioactive labels are well known to those skilled in the art, by way of example, those described in Current Protocols in Molecular will be cited. Biology (Frederick M. AUSUBEL, 2000, Wiley and son Inc, Library of Congress, USA).
La présente invention a également pour objet une molécule d'acide nucléique obtenue par amplification en chaîne par polymérase d'un E. coli non pathogène à l'aide du couple d'amorces P388P/P388L. Cette molécule est utilisable à titre de témoin, dans le cadre d'un procédé de détection conforme à l'invention. A subject of the present invention is also a nucleic acid molecule obtained by polymerase chain reaction of a non-pathogenic E. coli using the pair of primers P388P / P388L. This molecule can be used as a control, in the context of a detection method in accordance with the invention.
Avantageusement, ladite molécule est obtenue à partir d'E.coli K12 et est constituée par un fragment de 682 pb (SEQ ID NO :10). Advantageously, said molecule is obtained from E. coli K12 and consists of a fragment of 682 bp (SEQ ID NO: 10).
La présente invention a également pour objet toute protéine codée par un cadre ouvert de lecture présent sur une molécule d'acide nucléique conforme à l'invention, et notamment sur une molécule issue d'une souche d'E.coli de sérotype 0157 productrice de shiga-toxines. A subject of the present invention is also any protein encoded by an open reading frame present on a nucleic acid molecule in accordance with the invention, and in particular on a molecule derived from a strain of E. coli of serotype 0157 producing shiga-toxins.
En effet, à partir d'une banque génomique d'E.coli 0157:H7, les Inventeurs ont isolé une séquence de 5478 pb (SEQ ID NO : 1) contenant un locus conforme à l'invention dénommé SILO,57, défini par la séquence présentée dans la liste de séquences en annexe sous le numéro SEQ ID NO : 2. La figure 1 illustre l'organisation génétique du locus d' E. coli 0157 : H7, dénommé SIL0157, inséré dans le génome d'E.coli entre les positions 93849 et 93848, (en référence au génome type d'E. coli non-pathogène K12, Genbank U82664). Les régions indiquées en blanc représentent les régions homologues entre la séquence d'E.coli non pathogène K12 (Genbank U82664) et la séquence de STEC 0157:H7. Les régions indiqués en noir représentent le locus SILO,57. Les grandes flèches noires comprenant des numéros d'accession représentent les phases ouvertes de lecture décrites dans E. coli non pathogène. Les grandes flèches blanches représentent les phases ouvertes de lecture potentielles comprises dans le Indeed, from a genomic library of E. coli 0157: H7, the inventors isolated a sequence of 5478 bp (SEQ ID NO: 1) containing a locus in accordance with the invention called SILO, 57, defined by the sequence presented in the list of sequences in the appendix under the number SEQ ID NO: 2. FIG. 1 illustrates the genetic organization of the locus of E. coli 0157: H7, called SIL0157, inserted into the genome of E. coli between positions 93849 and 93848, (with reference to the typical genome of non-pathogenic E. coli K12, Genbank U82664). The regions indicated in white represent the regions homologous between the sequence of non-pathogenic E. coli K12 (Genbank U82664) and the sequence of STEC 0157: H7. The regions indicated in black represent the SILO, 57 locus. The large black arrows comprising accession numbers represent the open reading frames described in non-pathogenic E. coli. The large white arrows represent the potential open reading frames included in the
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locus SILO,57. Les petites flèches indiquent les positions des différentes amorces utilisées pour les amplifications PCR. SILO locus, 57. The small arrows indicate the positions of the different primers used for the PCR amplifications.
Les Inventeurs ont analysé ce locus SILO157, et ont ainsi mis en évidence mis en évidence des cadres ouverts de lecture et, notamment 4 cadres ouverts de lecture codant des protéines dénommées ci-après IHP1, IHP2, IHP3 et IHP4, de respectivement 338,140, 120 et 159 acides aminés. The Inventors analyzed this SILO157 locus, and thus demonstrated open reading frames and, in particular 4 open reading frames encoding proteins called hereinafter IHP1, IHP2, IHP3 and IHP4, of 338,140, 120, respectively. and 159 amino acids.
Les séquences en acides aminés des protéines IHP1, IHP2, IHP3 et IHP4 sont présentées dans la liste en annexe, respectivement sous les numéros SEQ ID NO : 18, 20,22 et 24, les séquences nucléotidiques correspondantes sont présentées dans la liste en annexe, respectivement sous les numéros SEQ ID NO : 17, 19,21 et 23. The amino acid sequences of the proteins IHP1, IHP2, IHP3 and IHP4 are presented in the list in the annex, respectively under the numbers SEQ ID NO: 18, 20, 22 and 24, the corresponding nucleotide sequences are presented in the list in the annex, respectively under the numbers SEQ ID NO: 17, 19, 21 and 23.
Les protéines conformes à l'invention représentent de nouveaux antigènes potentiellement utilisables pour la détection des E. coli pathogènes. The proteins in accordance with the invention represent new antigens potentially usable for the detection of pathogenic E. coli.
Notamment, dans le cas des protéines dont les gènes sont portés par le locus SILO157, mentionné ci-dessus, la protéine IHP1, qui présente des homologies avec des protéines de la membrane externe et des adhésines d'autres bactéries (flagelline de Salmonella et adhésine de Neisseria, Yersinia, Haemophilus et Staphylococcus) constitue probablement un antigène de surface potentiellement utilisable pour la détection des E.coli producteurs de shigatoxines de sérotype 0157. In particular, in the case of proteins whose genes are carried by the SILO157 locus, mentioned above, the IHP1 protein, which has homologies with proteins of the outer membrane and adhesins of other bacteria (Salmonella flagellin and adhesin of Neisseria, Yersinia, Haemophilus and Staphylococcus) probably constitutes a potentially useful surface antigen for the detection of E. coli producing serotype 0157 shigatoxins.
La présente invention a également pour objet tout peptide représentant un fragment d'au moins 5 acides aminés, et de préférence d'au moins 7 à 15 acides aminés d'une protéine conforme à l'invention. A subject of the present invention is also any peptide representing a fragment of at least 5 amino acids, and preferably of at least 7 to 15 amino acids, of a protein in accordance with the invention.
La présente invention a en outre pour objet : - des cassettes d'expression comprenant les séquences nucléotidiques codant les protéines ou les peptides conformes à l'invention, placées sous le contrôle transcriptionnel d'un promoteur approprié, notamment un promoteur permettant l'expression desdites protéines ou desdits peptides dans des cellules hôtes transformées. A subject of the present invention is also: expression cassettes comprising the nucleotide sequences encoding the proteins or peptides in accordance with the invention, placed under the transcriptional control of an appropriate promoter, in particular a promoter allowing the expression of said proteins or said peptides in transformed host cells.
Avantageusement, les cassettes d'expression contiennent les Advantageously, the expression cassettes contain the
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séquences codant l'une des protéines IHP1 à IHP4, telles que définies ci-dessus (SEQ ID NO :17, 19,21 et 23). sequences encoding one of the proteins IHP1 to IHP4, as defined above (SEQ ID NO: 17, 19, 21 and 23).
- des vecteurs recombinants, comprenant un insert constitué par les séquences nucléotidiques codant les protéines ou les peptides conformes à l'invention. Avantageusement, ces vecteurs sont des vecteurs d'expression comprenant au moins une cassette d'expression telle que définie ci-dessus. - Recombinant vectors, comprising an insert consisting of the nucleotide sequences encoding the proteins or peptides in accordance with the invention. Advantageously, these vectors are expression vectors comprising at least one expression cassette as defined above.
De nombreux vecteurs où l'on peut insérer une molécule d'acide nucléique d'intérêt afin de l'introduire et de la maintenir dans une cellule hôte eucaryote ou procaryote, sont connus en eux-mêmes ; le choix d'un vecteur approprié dépend de l'utilisation envisagée pour ce vecteur (par exemple réplication de la séquence d'intérêt, expression de cette séquence, maintien de la séquence sous forme extrachromosomique ou bien intégration dans le matériel chromosomique de l'hôte), ainsi que de la nature de la cellule hôte. Numerous vectors where one can insert a nucleic acid molecule of interest in order to introduce it and maintain it in a eukaryotic or prokaryotic host cell, are known in themselves; the choice of an appropriate vector depends on the use envisaged for this vector (for example replication of the sequence of interest, expression of this sequence, maintenance of the sequence in extrachromosomal form or else integration into the chromosomal material of the host ), as well as the nature of the host cell.
L'invention a en outre pour objet des cellules procaryotes ou eucaryotes transformées par un plasmide ou un vecteur recombinant conforme à l'invention. A subject of the invention is also prokaryotic or eukaryotic cells transformed with a plasmid or a recombinant vector in accordance with the invention.
Les vecteurs recombinants et les cellules transformées conformes à l'invention sont utiles notamment pour la production des protéines et des peptides conformes à l'invention. The recombinant vectors and the transformed cells in accordance with the invention are useful in particular for the production of proteins and peptides in accordance with the invention.
La présente invention a également pour objet des anticorps, polyclonaux ou monoclonaux, dirigés contre une protéine ou un peptide conforme à l'invention. A subject of the present invention is also antibodies, polyclonal or monoclonal, directed against a protein or a peptide in accordance with the invention.
Ces anticorps peuvent être obtenus par les méthodes classiques, connues en elles-mêmes, comprenant notamment l'immunisation d'un animal avec une protéine ou un peptide conforme à l'invention, afin de lui faire produire des anticorps dirigés contre ladite protéine ou ledit peptide. These antibodies can be obtained by conventional methods, known per se, comprising in particular the immunization of an animal with a protein or a peptide in accordance with the invention, in order to cause it to produce antibodies directed against said protein or said. peptide.
Les techniques de production et de purification de protéines recombinantes, les méthodes d'immunisation et de production d'anticorps et les techniques immunologiques reposant sur la 'détection de complexes antigène-anticorps Recombinant protein production and purification techniques, immunization and antibody production methods and immunological techniques based on the detection of antigen-antibody complexes
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(ELISA, RIA, Western-Blot) sont connues en elles-mêmes ; à titre d'exemple on peut citer celles décrites dans Current Protocols in Molecular Biology (Frederick M. A USUBEL, 2000, Wiley and son Inc, Library of Congress, USA) et dans Current protocols in Immunology (John E. Coligan, 2000, Wiley and son Inc, Library of Congress, USA). (ELISA, RIA, Western-Blot) are known in themselves; by way of example, mention may be made of those described in Current Protocols in Molecular Biology (Frederick M. A USUBEL, 2000, Wiley and his Inc, Library of Congress, USA) and in Current protocols in Immunology (John E. Coligan, 2000, Wiley and son Inc, Library of Congress, USA).
La présente invention a aussi pour objet l'utilisation d'au moins une protéine, un peptide, ou un anticorps conforme à l'invention pour l'obtention d'un médicament, destiné à la prévention ou au traitement d'une infection induite par une bactérie E.coli pathogène, notamment une bactérie E. coli de sérotype 0157 productrice de shiga-toxines. A subject of the present invention is also the use of at least one protein, a peptide, or an antibody in accordance with the invention for obtaining a medicament, intended for the prevention or treatment of an infection induced by a pathogenic E. coli bacterium, in particular an E. coli bacterium of serotype 0157 which produces shiga toxins.
La présente invention a également pour objet l'utilisation d'au moins une protéine, un peptide, ou un anticorps conforme à l'invention pour la détection immunologique des E. coli pathogènes, notamment pour le dépistage des E. coli de sérotype 0157 productrices de shigatoxines. A subject of the present invention is also the use of at least one protein, a peptide, or an antibody in accordance with the invention for the immunological detection of pathogenic E. coli, in particular for the screening of producing E. coli serotype 0157. shigatoxins.
Les molécules d'acide nucléique, les protéines et les peptides, ainsi que les anticorps conformes à l'invention peuvent également constituer des réactifs utilisables pour la détection de souches d'E.coli pathogènes, notamment de toutes les souches d'E.coli productrices de shiga-toxines de sérotype 0157. The nucleic acid molecules, proteins and peptides, as well as the antibodies in accordance with the invention can also constitute reagents which can be used for the detection of pathogenic strains of E. coli, in particular of all strains of E. coli. producing shiga toxins serotype 0157.
Les réactifs conformes à l'invention sont utilisables pour la recherche de souches d'E.coli pathogènes, notamment de toutes les souches d'E.coli de sérotype 0157 produisant de shiga-toxines dans les produits alimentaires, en particulier l'eau, les produits alimentaires frais tels que les viandes, le lait cru et les produits dérivés (fromages, produits laitiers). The reagents in accordance with the invention can be used for the search for pathogenic E. coli strains, in particular all E. coli strains of serotype 0157 producing shiga-toxins in food products, in particular water, fresh food products such as meats, raw milk and derived products (cheese, dairy products).
Ces réactifs peuvent également être utilisés pour le diagnostic des infections à E.coli pathogènes, notamment les infections à E. coli producteurs de shiga-toxines de sérotype 0157 des humains et des animaux, à partir d'un échantillon biologique, par exemple dans les féces. These reagents can also be used for the diagnosis of pathogenic E. coli infections, in particular infections with E. coli producing shiga toxins serotype 0157 of humans and animals, from a biological sample, for example in faeces.
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L'invention a en outre pour objet une trousse de détection d'E.coli pathogènes, notamment de toutes les souches d'E.coli producteurs de shiga-toxines de sérotype 0157, caractérisée en ce qu'elle inclut au moins un réactif selon l'invention. A further subject of the invention is a kit for detecting pathogenic E. coli, in particular all strains of E. coli producing shiga toxins of serotype 0157, characterized in that it includes at least one reagent according to invention.
La présente invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère à des exemples non-limitatifs illustrant l'isolement et la caractérisation d'une molécule d'acide nucléique conforme à l'invention, et son utilisation pour l'identification d'Escherichia coli pathogènes, et en particulier des Escherichia coli de sérotype 0157 productrices de shiga-toxines. The present invention will be better understood with the aid of the additional description which follows, which refers to non-limiting examples illustrating the isolation and characterization of a nucleic acid molecule in accordance with the invention, and its use for the identification of pathogenic Escherichia coli, and in particular of Escherichia coli serotype 0157 producing shiga-toxins.
EXEMPLE 1 : IDENTIFICATION ET CARACTERISATION D'UN LOCUS INSERE DANS LE CHROMOSOME D'E. COLI 0157:H7 PAR ANALYSE DU POLYMORPHISME DE L'ADN PAR RAPD (RANDOMLY AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA). EXAMPLE 1: IDENTIFICATION AND CHARACTERIZATION OF A LOCUS INSERTED IN THE CHROMOSOME OF E. COLI 0157: H7 BY ANALYSIS OF POLYMORPHISM IN DNA BY RAPD (RANDOMLY AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA).
1 . Identification d'un fragment d' ADN spécifique d' E. coli 0157:H7 par RAPD 1. 1. Extraction de l'ADN bactérien et amplification PCR
12 souches d'E. coli : 10 souches de STEC [3 souches 0157:H7 et 1 souche (0157: H-, 026:H11, 091 : H21, 0103:H2, 0111:H+, 0113:H4 et 0128:H2)] et 2 souches d'E. coli de sérotype 0157, non productrices de shiga-toxines (0157-non STEC) sont cultivées dans du milieu TSB (Tryptone Soy Broth), à 37 C, pendant une nuit et l'ADN bactérien total est extrait à l'aide de la matrice INSTAGENE (BIO-RAD), en suivant les instructions du fabricant. Les souches d'E. coli sont analysées par RAPD, en utilisant le kit READY TO GO (PHARMACIA BIOTECH) . La réaction de PCR est réalisée dans un volume final de 25 l, en présence de 10 ng d'ADN bactérien total purifié et de 25 pmoles de l'amorce oligonucléotidique P1 (PHARMACIA-BIOTECH). L'amplification PCR (GENE-AMP PCR SYSTEM 9600, PERKIN ELMER) est réalisée dans les conditions suivantes : une étape initiale de dénaturation à 95 C pendant 5 min est suivie de 45 cycles alternant une étape de dénaturation à 95 C pendant 1 min, une étape d'hybridation 1. Identification of a DNA fragment specific for E. coli 0157: H7 by RAPD 1. 1. Extraction of bacterial DNA and PCR amplification
12 strains of E. coli: 10 strains of STEC [3 strains 0157: H7 and 1 strain (0157: H-, 026: H11, 091: H21, 0103: H2, 0111: H +, 0113: H4 and 0128: H2)] and 2 strains of 'E. coli serotype 0157, non-producing shiga-toxins (0157-non STEC) are cultured in TSB medium (Tryptone Soy Broth), at 37 C, overnight and the total bacterial DNA is extracted using the INSTAGENE matrix (BIO-RAD), following the manufacturer's instructions. Strains of E. coli are analyzed by RAPD, using the READY TO GO kit (PHARMACIA BIOTECH). The PCR reaction is carried out in a final volume of 25 l, in the presence of 10 ng of purified total bacterial DNA and 25 pmoles of the oligonucleotide primer P1 (PHARMACIA-BIOTECH). PCR amplification (GENE-AMP PCR SYSTEM 9600, PERKIN ELMER) is carried out under the following conditions: an initial denaturation step at 95 C for 5 min is followed by 45 cycles alternating with a denaturation step at 95 C for 1 min, a hybridization step
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des amorces à 36 C, pendant 1 min et une étape d'extension à 72 C, pendant 2 min. Le produit d'amplification est séparé par électrophorèse en gel d'agarose à 2 % contenant du bromure d'éthidium, dans du tampon TBE (Tris-Borate-EDTA). primers at 36 C, for 1 min and an extension step at 72 C, for 2 min. The amplification product is separated by electrophoresis on a 2% agarose gel containing ethidium bromide, in TBE buffer (Tris-Borate-EDTA).
Les fragments d'ADN amplifiés sont visualisés sous une lampe à ultraviolet. The amplified DNA fragments are visualized under an ultraviolet lamp.
Le profil de l'analyse RAPD montre qu'un fragment de 387 pb est amplifié de façon aléatoire, uniquement dans les colibacilles producteurs de shiga-toxines de sérotype 0157 (3 souches de sérotype 0157:H7 et 1 souche de sérotype O157 :H-). The profile of the RAPD analysis shows that a 387 bp fragment is amplified at random, only in the colibacilli producing shiga-toxins of serotype 0157 (3 strains of serotype 0157: H7 and 1 strain of serotype O157: H- ).
1. 2. Hybridation du fragment obtenu par RAPD
Le fragment de 387 pb est isolé à partir du gel d'agarose, purifié à l'aide du kit d'extraction QIAEX II (QIAGEN) et cloné dans' le vecteur pMOS Blue (AMERSHAM PHARMACIA BIOTECH), à l'aide du kit de clonage d'extrémités franches d'AMERSHAM LIFE SCIENCE, pour donner le plasmide pSP7. Une sonde correspondant à l'insert de 387 pb (sonde P7) est synthétisée par PCR et marquée à la digoxigénine à l'aide du réactif PCR DIGOXIGENIN LABELING MIX (ROCHE MOLECULAR). 1. 2. Hybridization of the fragment obtained by RAPD
The 387 bp fragment is isolated from the agarose gel, purified using the QIAEX II extraction kit (QIAGEN) and cloned into the pMOS Blue vector (AMERSHAM PHARMACIA BIOTECH), using the kit of cloning of blunt ends of AMERSHAM LIFE SCIENCE, to give the plasmid pSP7. A probe corresponding to the 387 bp insert (probe P7) is synthesized by PCR and labeled with digoxigenin using the PCR reagent DIGOXIGENIN LABELING MIX (ROCHE MOLECULAR).
Cette sonde est hybridée, par Dot-blot, avec l'ADN des 12 souches d'E. coli analysées par RAPD. L'hybridation est réalisée sur des membranes de nylon (ROCHE MOLECULAR), pendant une nuit à 65 C, dans un tampon d'hybridation classique (ROCHE MOLECULAR) contenant 20 ng/ml de sonde dénaturée marquée à la digoxigénine, en suivant les protocoles classiques décrits dans MANIATIS et al. (Molecular Cloning : a laboratory manual, 1982, Cold Spring Harbor Laboartory, Cold Spring Harbor, New York) . Puis, l'hybridation de la sonde marquée à la digoxigénine est détectée par luminescence (DIG LUMINESCENT DETECTION KIT, ROCHE MOLECULAR) sur des films BIOMAX (KODAK). This probe is hybridized, by Dot-blotting, with the DNA of the 12 strains of E. coli analyzed by RAPD. Hybridization is carried out on nylon membranes (ROCHE MOLECULAR), overnight at 65 ° C., in a standard hybridization buffer (ROCHE MOLECULAR) containing 20 ng / ml of denatured probe labeled with digoxigenin, following the protocols classics described in MANIATIS et al. (Molecular Cloning: a laboratory manual, 1982, Cold Spring Harbor Laboartory, Cold Spring Harbor, New York). Then, the hybridization of the probe labeled with digoxigenin is detected by luminescence (DIG LUMINESCENT DETECTION KIT, ROCHE MOLECULAR) on BIOMAX films (KODAK).
Les résultats de l'hybridation montrent que la sonde P7 marquée ne reconnaît que les STEC de sérotype 0157. The hybridization results show that the labeled P7 probe recognizes only STEC serotype 0157.
Ce résultat suggère que le fragment de 387 pb obtenu par RAPD pourrait provenir d'un locus spécifique des souches de colibacilles productrices de shiga-toxines de sérotype 0157. This result suggests that the 387 bp fragment obtained by RAPD could originate from a locus specific to the strains of colibacilli producing shiga toxins of serotype 0157.
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2 . Identification et localisation d'un locus inséré dans le chromosome d'E. coli 0157:H7. 2. Identification and location of a locus inserted in the chromosome of E. coli 0157: H7.
2. 1 Construction d'une banque d'ADN d'E. coli 0157:H7
L'ADN chromosomique de la souche EDL 933 (ATCC 43895) d'E. coli 0157:H7, purifié à l'aide du kit QIAGEN GENOMIC TIP SYSTEM (QIAGEN) est digéré, dans sa totalité, par Hind III (ROCHE MOLECULAR), en suivant les instructions du fabricant. Puis 300 ng de cet l'ADN digéré est ligué avec 10 ng du plasmide pUC 18, digéré par Hind III et déphosphorylé (PHARMACIA-BIOTECH), en présence de 5UI de la ligase à ADN de T4 (ROCHE MOLECULAR), dans un volume réactionnel de 20 \il, à 16 C, pendant une nuit. Des bactéries E. coli MOS Blue compétentes sont transformées par le produit de ligation et étalées sur des boîtes de LB-agar contenant 100 g/ml d'ampicilline, 25 g/ml d'IPTG isopropyl P-D-thiogalacto- pyranoside et 25 g/ml de X-gal (5-bromo-4-chloro-3-indolylD-galactoside) et incubées une nuit à 37 C, selon les protocoles classiques décrits dans MANIATIS et al., précité. 2. 1 Construction of a DNA library of E. coli 0157: H7
The chromosomal DNA of strain EDL 933 (ATCC 43895) of E. coli 0157: H7, purified using the QIAGEN GENOMIC TIP SYSTEM kit (QIAGEN) is digested, in its entirety, with Hind III (ROCHE MOLECULAR), following the manufacturer's instructions. Then 300 ng of this digested DNA is ligated with 10 ng of the plasmid pUC 18, digested with Hind III and dephosphorylated (PHARMACIA-BIOTECH), in the presence of 5 IU of T4 DNA ligase (ROCHE MOLECULAR), in a volume 20 µl reaction at 16 ° C overnight. Competent E. coli MOS Blue bacteria are transformed with the ligation product and spread on LB-agar dishes containing 100 g / ml of ampicillin, 25 g / ml of IPTG isopropyl PD-thiogalactopyranoside and 25 g / ml of X-gal (5-bromo-4-chloro-3-indolylD-galactoside) and incubated overnight at 37 ° C., according to the standard protocols described in MANIATIS et al., cited above.
La présence du fragment isolé par RAPD dans l'ADN plasmidique des colonies résistantes à l'ampicilline est analysée par hybridation homologue à l'aide de la sonde P7. The presence of the fragment isolated by RAPD in the plasmid DNA of colonies resistant to ampicillin is analyzed by homologous hybridization using the P7 probe.
L'analyse de 1000 colonies de bactéries transformées a permis d'isoler le plasmide pSP26 contenant un fragment de 4,4kb du génome d'E. coli 0157:H7. The analysis of 1000 colonies of transformed bacteria made it possible to isolate the plasmid pSP26 containing a 4.4 kb fragment of the genome of E. coli 0157: H7.
2. 2. Localisation du locus inséré dans le chromosome d'E. coli 0157:H7
Les plasmides pSP7 et pSP26 ont été séquences par les techniques classiques et la séquence obtenue a été comparée avec les séquences disponibles dans les banques de données à l'aide du programme BLAST. 2. 2. Location of the locus inserted in the chromosome of E. coli 0157: H7
The plasmids pSP7 and pSP26 were sequenced by standard techniques and the sequence obtained was compared with the sequences available in the databases using the BLAST program.
L'alignement des séquences des plasmides pSP7 et pSP26 montre que la séquence de l'insert de 387 pb du plasmide pSP7 comprend l'extrémité 3' de la séquence de l'insert de 4,4 kb du plasmide pSP26, additionnée de 127 nucléotides supplémentaires, situés à son extrémité 3' (Figure 1). The alignment of the sequences of the plasmids pSP7 and pSP26 shows that the sequence of the 387 bp insert of the plasmid pSP7 comprises the 3 'end of the sequence of the 4.4 kb insert of the plasmid pSP26, to which 127 nucleotides have been added. additional, located at its 3 'end (Figure 1).
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L'analyse de la séquence du fragment de 4,4 kb de pSP26 montre que son extrémité 5' présente 98% d'identité avec la séquence génomique des minutes 9 à 11 (positions 96304-93849, en référence à la séquence génomique d'E. coli non pathogène de type K12, Genbank U82664). En revanche, l'extrémité 3' de ce fragment (nucléotides 2457 à 4418) et la totalité de la séquence de 387 pb du plasmide pSP7 ne présentent aucune homologie avec la séquence de souches non pathogènes d'E. coli (Figure 1). Analysis of the sequence of the 4.4 kb fragment of pSP26 shows that its 5 'end has 98% identity with the genomic sequence of minutes 9 to 11 (positions 96304-93849, with reference to the genomic sequence of Non-pathogenic E. coli type K12, Genbank U82664). On the other hand, the 3 'end of this fragment (nucleotides 2457 to 4418) and the entire 387 bp sequence of the plasmid pSP7 do not exhibit any homology with the sequence of non-pathogenic strains of E. coli (Figure 1).
Ces résultats démontrent que le génome d'E.coli 0157:H7 contient un locus inséré entre les positions 93848 et 93849, en référence à la séquence génomique d'E. coli non pathogène de type K12 (Genbank U82664). Les résultats obtenus à l'exemple 1 indiquent également que ce locus est également présent dans d'autres STEC de sérotype 0157 mais qu'il est absent de souches de colibacilles productrices de shigatoxines d'autres sérotypes ainsi que des souches d'E.coli de sérotype 0157 non productrices de shiga-toxines. These results demonstrate that the genome of E. coli 0157: H7 contains a locus inserted between positions 93848 and 93849, with reference to the genomic sequence of E. non-pathogenic coli type K12 (Genbank U82664). The results obtained in Example 1 also indicate that this locus is also present in other STECs of serotype 0157 but that it is absent from strains of colibacilli producing shigatoxins of other serotypes as well as strains of E. coli serotype 0157 not producing shiga-toxins.
2. 3. Séquençage complet du locus inséré dans le chromosome d'E. coli 0157:H7
La séquence du locus inséré dans le chromosome d'E. coli 0157:H7 a été complétée à partir du produit d'amplification obtenu avec les amorces sens P388D (position 4205 à 4230 du fragment de 4,4kb de pSP26, tableau I) et antisens P388P (positions 93436 à 93460 d'E. coli nonpathogène de type K12, tableau I). 2. 3. Complete sequencing of the locus inserted in the chromosome of E. coli 0157: H7
The sequence of the locus inserted into the chromosome of E. coli 0157: H7 was completed from the amplification product obtained with the P388D forward primers (position 4205 to 4230 of the 4.4 kb fragment of pSP26, Table I) and P388P antisense (positions 93436 to 93460 of E. coli nonpathogenic type K12, Table I).
La réaction de PCR est réalisée dans un volume final de 100 l contenant, 3 fil d'ADN total purifié comme décrit à l'exemple 1, 10 l de tampon PCR 10 fois concentré (100 mM Tris HC1 pH 8,5, 250 mM KC1, 50 mM (NH4)2 SO4, 20 mM MgSO4), 200 M de chaque désoxynucléotide, 600 nM de chaque amorce et 2, 5 UI de polymérase à ADN PWO (ROCHE MOLECULAR) . The PCR reaction is carried out in a final volume of 100 l containing, 3 μl of total DNA purified as described in example 1, 10 l of 10 times concentrated PCR buffer (100 mM Tris HC1 pH 8.5, 250 mM KCl, 50 mM (NH4) 2 SO4, 20 mM MgSO4), 200 M of each deoxynucleotide, 600 nM of each primer and 2.5 IU of PWO DNA polymerase (ROCHE MOLECULAR).
L'amplification PCR est réalisée dans les conditions suivantes : une étape initiale de dénaturation à 94 C pendant 2 min est suivie de 30 cycles alternant une étape de dénaturation à 94 C pendant 40 s, une étape d'hybridation des amorces à 69 C, pendant 40 s et une étape d'extension à 72 C, PCR amplification is carried out under the following conditions: an initial step of denaturation at 94 C for 2 min is followed by 30 cycles alternating a step of denaturation at 94 C for 40 s, a step of hybridization of the primers at 69 C, for 40 s and an extension step at 72 C,
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pendant 50 s et une étape finale d'élongation est effectuée à 72 C pendant 10 min. for 50 s and a final elongation step is carried out at 72 C for 10 min.
Ces amorces n'amplifient aucune séquence d'E. coli non-pathogène de type K12, en revanche un produit d'amplification de 1299 pb dénommé Amp 388P/388D, (figure 1) est amplifié à partir de l'ADN d'E. coli 0157:H7 (souche EDL 933) . These primers do not amplify any E. non-pathogenic K12 type coli, on the other hand a 1299 bp amplification product called Amp 388P / 388D, (FIG. 1) is amplified from the DNA of E. coli 0157: H7 (strain EDL 933).
La disposition relative des différents fragments séquences est illustrée à la figure 1. The relative arrangement of the different sequenced fragments is illustrated in Figure 1.
La séquence du produit d'amplification de 1299 pb montre que les 413 pb de son extrémité 3' présentent 92% d'identité avec la séquence d'E. coli non-pathogène (positions 93848 à 93436, en référence à la séquence du génome d'E.coli non pathogène de type K12, Genbank U82664). The sequence of the 1299 bp amplification product shows that the 413 bp of its 3 'end has 92% identity with the sequence of E. non-pathogenic coli (positions 93848 to 93436, with reference to the genome sequence of non-pathogenic E. coli type K12, Genbank U82664).
Les séquences du produit d'amplification de 1299 pb et du fragment de 4,4 kb de pSP26 ont permis d'identifier une nouvelle séquence de 5478 pb (SEQ ID NO : 1), dans E. coli 0157:H7. Cette séquence contient un petit locus de 2634 pb (positions 2457 à 5090 de la séquence de 5478 pb) inséré dans le chromosome d' E. coli 0157:H7, flanqué de part et d'autre part des séquences conservées d'E. coli non pathogènes. Ce locus dénommé SILO,57 (Small Inserted Locus in STEC 0157) est présenté dans la liste en annexe sous le numéro SEQ ID NO : 2. The sequences of the 1299 bp amplification product and of the 4.4 kb fragment of pSP26 made it possible to identify a new sequence of 5478 bp (SEQ ID NO: 1), in E. coli 0157: H7. This sequence contains a small 2634 bp locus (positions 2457 to 5090 of the 5478 bp sequence) inserted into the chromosome of E. coli 0157: H7, flanked on both sides by the conserved sequences of E. coli 0157: H7. non-pathogenic coli. This locus called SILO, 57 (Small Inserted Locus in STEC 0157) is presented in the list in the appendix under the number SEQ ID NO: 2.
La séquence de SILO157 ne présente aucune homologie avec une séquence connue et possède un contenu en G+C de 44, 4%, qui est nettement plus faible que celui de l'ensemble du génome d'E. coli (50,8%, BLATTNER et al., 1997, Science, 277 : 1453-1474). Ce locus est inséré entre les positions 93848 et 93849, en référence à la séquence du génome d'E.coli non pathogène de type K12, Genbank U82664). The sequence of SILO157 shows no homology with a known sequence and has a G + C content of 44.4%, which is markedly lower than that of the entire E. coli (50.8%, BLATTNER et al., 1997, Science, 277: 1453-1474). This locus is inserted between positions 93848 and 93849, with reference to the sequence of the non-pathogenic E.coli type K12 genome, Genbank U82664).
De façon remarquable, dans les colibacilles entérohémorragiques de sérotype 0157:H7, ce locus est précisément inséré entre les codons stop de 2 phases ouvertes de lecture (Genbank AAB40241, homologue à la phase ouverte de lecture HI0293 d'Haemophilus influenzae et Genbank AAB40242) qui sont en orientation opposée. En revanche, dans la séquence d'E. coli non-pathogène de type K12, les codons stop de ces 2 phases ouvertes de lecture sont directement joints. Remarkably, in enterohemorrhagic colibacilli of serotype 0157: H7, this locus is precisely inserted between the stop codons of 2 open reading frames (Genbank AAB40241, homologous to the open reading frame HI0293 of Haemophilus influenzae and Genbank AAB40242) which are in opposite orientation. In contrast, in the sequence of E. non-pathogenic K12 type coli, the stop codons of these 2 open reading frames are directly joined.
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3. Analyse des phases ouvertes de lecture potentielles du locus SILO157
Le locus SILO,.57 comprend 4 phases ouvertes de lecture potentielles de plus de 100 acides aminés, dénommées respectivement IHP1 (Inserted Hypothetical Protein 1), IHP2 (Inserted Hypothetical Protein 2), IHP3 (Inserted Hypothetical Protein 3) et IHP4 (Inserted Hypothetical Protein 4), correspondant respectivement à des protéines de 338 (SEQ ID NO : 18), 140 (SEQ ID NO : 20), 120 (SEQ ID NO : 22) et 159 (SEQ ID NO : 24) acides aminés. Le brin positif code IHP1 (nucléotides des positions 3364 à 4380 de la séquence de 5478 pb, SEQ ID NO :17) et IHP2 (nucléotides des positions 4465 à 4887 de la séquence de 5478 pb SEQ ID NO : 19), dans la même phase, et le brin négatif code IHP3 (nucléotides des positions 2997 à 2635 de la séquence de 5478 pb SEQ ID NO : 21) et IHP4 (nucléotides des positions 4002 à 3523 de la séquence de 5478 pb SEQ ID NO : 23), dans la même phase. 3. Analysis of the potential open reading frames of the SILO157 locus
The SILO locus, .57 comprises 4 potential open reading frames of more than 100 amino acids, called respectively IHP1 (Inserted Hypothetical Protein 1), IHP2 (Inserted Hypothetical Protein 2), IHP3 (Inserted Hypothetical Protein 3) and IHP4 (Inserted Hypothetical Protein 3) Protein 4), corresponding respectively to proteins of 338 (SEQ ID NO: 18), 140 (SEQ ID NO: 20), 120 (SEQ ID NO: 22) and 159 (SEQ ID NO: 24) amino acids. The positive strand encodes IHP1 (nucleotides from positions 3364 to 4380 of the sequence of 5478 bp, SEQ ID NO: 17) and IHP2 (nucleotides from positions 4465 to 4887 of the sequence of 5478 bp SEQ ID NO: 19), in the same phase, and the negative strand codes IHP3 (nucleotides of positions 2997 to 2635 of the sequence of 5478 bp SEQ ID NO: 21) and IHP4 (nucleotides of positions 4002 to 3523 of the sequence of 5478 bp SEQ ID NO: 23), in the same phase.
L'analyse de la protéine IHP1, à l'aide des programmes PSORT et BLAST indique respectivement la présence d'une séquence N-terminale clivable de 23 acides aminés, et des homologies avec des protéines de membrane et des adhésines bactériennes. En particulier, on peut noter des homologies avec les protéines suivantes ; une adhésine/invasive potentielle de Neisseria meningitidis (Genbank AAF 42321 et Genbank AAF41395), l'invasine Yopl de Yersinia pseudotuberculosis (Genbank CAA32088), l'adhésine YadA de Yersinia enterocolitica (Genbank CAA32086), l'adhésine HIA (Genbank AAC43721) et la protéine HSF (produit du locus de fibrille, dénommé locus hsf, numéro d'accession Genbank AAC44560) d'Haemophilus influenzae, la flagelline E-1 de Salmonelle rubislaw (Genbank CAA28190) et l'autolysine/adhésine de la protéine de surface Aas de Staphylococcus saprophyticus (Genbank CAA03852). Analysis of the IHP1 protein, using the PSORT and BLAST programs respectively indicates the presence of a cleavable N-terminal sequence of 23 amino acids, and homologies with membrane proteins and bacterial adhesins. In particular, one can note homologies with the following proteins; a potential invasive / adhesin from Neisseria meningitidis (Genbank AAF 42321 and Genbank AAF41395), Yopl invasin from Yersinia pseudotuberculosis (Genbank CAA32088), YadA adhesin from Yersinia enterocolitica (Genbank CAA32086), HIA adhesin (Genbank AAC437) HSF protein (product of the fibril locus, referred to as hsf locus, Genbank accession number AAC44560) from Haemophilus influenzae, Salmonella rubislaw flagellin E-1 (Genbank CAA28190) and autolysin / adhesin of the surface protein Aas of Staphylococcus saprophyticus (Genbank CAA03852).
L'analyse de la protéine IHP2 indique la présence d'une séquence N-terminale clivable de 27 acides aminés et peu d'homologie avec des protéines connues, mis à part avec la protéine YCCF de Bacillus subtilis (Genbank CAB12066). Analysis of the IHP2 protein indicates the presence of an N-terminal cleavable sequence of 27 amino acids and little homology with known proteins, except with the YCCF protein of Bacillus subtilis (Genbank CAB12066).
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IHP3 présente des homologies avec un transporteur rénal humain du sodium, dépendant du phosphate (Genbank AAA36354), ainsi qu'avec la transposase de Bacillus thuringiensis (Genbank Q99335). IHP3 shows homologies with a human renal phosphate-dependent sodium transporter (Genbank AAA36354), as well as with the transposase of Bacillus thuringiensis (Genbank Q99335).
IHP4 ne présente pas d'homologie avec des protéines connues. IHP4 does not show homology with known proteins.
L'ensemble de ces résultats montre que la souche d'E.coli entérohémorragique 0157:H7 contient un petit locus (SILO,57) inséré dans son chromosome. L'insertion de ce locus est spécifique des souches d'E. coli productrices de shigatoxines de sérotype 0157 (STEC-0157) et comprend 4 phases ouvertes de lecture potentielles dont une (IHP1) code vraisemblablement pour une protéine membranaire de surface de type adhésine qui pourrait jouer un rôle dans la pathogénicité des STEC de sérotype 0157. All of these results show that the enterohemorrhagic E. coli strain 0157: H7 contains a small locus (SILO, 57) inserted into its chromosome. The insertion of this locus is specific to strains of E. coli producing shigatoxins of serotype 0157 (STEC-0157) and comprises 4 potential open reading frames, one of which (IHP1) probably codes for an adhesin-type surface membrane protein which could play a role in the pathogenicity of STEC of serotype 0157.
EXEMPLE 2 : DETECTION DES STEC-0157 PAR PCR 1. Extraction d'ADN et réaction PCR
211 souches d'E. coli . 56 souches de STEC de sérotype 0157,93 souches de STEC d'autres sérotypes, 55 souches d'E. coli non productrices de shiga-toxines et 7 souches de bactéries d'autres espèces, provenant de laboratoires de référence ou bien isolées à partir d'aliments ou d'échantillons biologiques, sont cultivées dans du milieu TSB (Tryptone Soy Broth), à 37 C, pendant une nuit. L'ADN bactérien total est extrait à l'aide de la matrice INSTAGENE (BIO-RAD), en suivant les instructions du fabricant. EXAMPLE 2: DETECTION OF STEC-0157 BY PCR 1. DNA extraction and PCR reaction
211 strains of E. coli. 56 STEC strains of serotype 0157,93 STEC strains of other serotypes, 55 strains of E. coli non-producing shiga-toxins and 7 strains of bacteria of other species, from reference laboratories or isolated from food or biological samples, are cultured in TSB (Tryptone Soy Broth) medium, at 37 C, overnight. Total bacterial DNA is extracted using the INSTAGENE Matrix (BIO-RAD), following the manufacturer's instructions.
La PCR est réalisée à l'aide du GENEAMP PCR SYSTEM 9600 (PERKIN ELMER) et d'amorces obtenues par les techniques classiques de synthèse oligonucléotidique. La séquence des différentes amorces utilisées est présentée dans le tableau I ci-dessous, dans lequel les positions dans SILO,57 sont relatives à la séquence du fragment de 5478 pb (SEQ ID NO :1). The PCR is carried out using the GENEAMP PCR SYSTEM 9600 (PERKIN ELMER) and primers obtained by conventional techniques of oligonucleotide synthesis. The sequence of the various primers used is presented in Table I below, in which the positions in SILO, 57 relate to the sequence of the fragment of 5478 bp (SEQ ID NO: 1).
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TABLEAU 1
TABLE 1
<tb>
<tb> Position
<tb> Amorce <SEP> Position <SEP> dans <SEP> dans <SEP> E. <SEP> coli <SEP> séquence <SEP> numéro
<tb> SILO157 <SEP> K12
<tb> P388C <SEP> 4504-4479 <SEP> absente <SEP> 5'-CCGCCAGCAGGGAAAACGATTTAATG-3' <SEP> ' <SEP> SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> 8
<tb> P388D <SEP> 4205-4230 <SEP> 1 <SEP> absente <SEP> 5'-TTAAAACCGGTGACGTGATGATGGTG-3' <SEP> SEQ <SEP> ID <SEP> NO.6
<tb> P388F <SEP> 4329-4305 <SEP> absente <SEP> 5'-CGCAGAAATACCGGCTTTAAGTACC-3' <SEP> SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> 7
<tb> P388G <SEP> 3752-3776 <SEP> absente <SEP> 5'-AGCAACAGGCGCAGATCGTAGCCAC-3' <SEP> SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> : <SEP> 5
<tb> <tb>
<tb> Position
<tb> Primer <SEP> Position <SEP> in <SEP> in <SEP> E. <SEP> coli <SEP> sequence <SEP> number
<tb> SILO157 <SEP> K12
<tb> P388C <SEP> 4504-4479 <SEP> absent <SEP>5'-CCGCCAGCAGGGAAAACGATTTAATG-3'<SEP>'<SEP> SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> 8
<tb> P388D <SEP> 4205-4230 <SEP> 1 <SEP> absent <SEP>5'-TTAAAACCGGTGACGTGATGATGGTG-3'<SEP> SEQ <SEP> ID <SEP> NO.6
<tb> P388F <SEP> 4329-4305 <SEP> absent <SEP>5'-CGCAGAAATACCGGCTTTAAGTACC-3'<SEP> SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> 7
<tb> P388G <SEP> 3752-3776 <SEP> absent <SEP>5'-AGCAACAGGCGCAGATCGTAGCCAC-3'<SEP> SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP>: <SEP> 5
<tb>
Les couples d'amorces suivants : P388C/P388D, P 388F/P388D et P388F/P388G sont utilisés dans un volume réactionnel de 50 l contenant 200 M de chacun des désoxynucléotides (dNTP), 600 nM de chacune des amorces, 5 l de tampon 10X GENE AMP (PERKIN ELMER), 2,5 UI d'AMPLI TAQ GOLD (PERKIN ELMER) et 3 l (environ 10 ng) d'ADN bactérien purifié. L'amplification PCR est réalisée dans les conditions suivantes : une étape initiale de dénaturation à 94 C pendant 10 min est suivie de 35 cycles alternant une étape de dénaturation à 94 C pendant 25 s, une étape d'hybridation des amorces à 71 C, pendant 30 s et une étape d'extension à 72 C, pendant 30 s et une étape finale d'élongation est effectuée à 72 C pendant 10 min. Les produits d'amplification sont séparés par électrophorèse en gel d'agarose à 2 % contenant du bromure d'éthidium, dans du tampon TBE (Tris-Borate-EDTA) et visualisés sous une lampe à ultraviolet. L'échelle de 1 kb (BIOLABS NEW ENGLAND) ou le marqueur de poids moléculaire VI (ROCHE MOLECULAR) sont utilisés comme marqueur de taille. The following pairs of primers: P388C / P388D, P 388F / P388D and P388F / P388G are used in a reaction volume of 50 l containing 200 M of each of the deoxynucleotides (dNTP), 600 nM of each of the primers, 5 l of buffer 10X GENE AMP (PERKIN ELMER), 2.5 IU of AMPLI TAQ GOLD (PERKIN ELMER) and 3 L (approximately 10 ng) of purified bacterial DNA. PCR amplification is carried out under the following conditions: an initial step of denaturation at 94 C for 10 min is followed by 35 cycles alternating a step of denaturation at 94 C for 25 s, a step of hybridization of the primers at 71 C, for 30 s and an extension step at 72 C, for 30 s and a final elongation step is carried out at 72 C for 10 min. The amplification products are separated by electrophoresis in 2% agarose gel containing ethidium bromide, in TBE buffer (Tris-Borate-EDTA) and visualized under an ultraviolet lamp. The 1 kb scale (BIOLABS NEW ENGLAND) or the molecular weight marker VI (ROCHE MOLECULAR) are used as a size marker.
La taille des fragments attendus par amplification d'un STEC de sérotype 0157:H7 (figure 1) ou bien d'une souche d'E. coli non pathogène de type K12, avec les différents couples d'amorces, est présentée dans le tableau II ci-dessous. The size of the fragments expected by amplification of a STEC of serotype 0157: H7 (FIG. 1) or of a strain of E. non-pathogenic K12 type coli, with the different pairs of primers, is presented in Table II below.
TABLEAU Il
TABLE II
<tb>
<tb> Taille <SEP> du <SEP> produit <SEP> d'amplification <SEP> (pb)
<tb> Couple <SEP> d'amorces <SEP> STEC <SEP> O157 <SEP> :H7 <SEP> E. <SEP> coli <SEP> K12
<tb> P388C/P388D <SEP> 300 <SEP> (SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> 12) <SEP> aucun
<tb> P388F/P388D <SEP> 125 <SEP> (SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> 13) <SEP> aucun
<tb> P388F/P388G <SEP> 578 <SEP> (SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> 14) <SEP> aucun
<tb> <tb>
<tb> Size <SEP> of the <SEP> amplification product <SEP><SEP> (bp)
<tb> Pair <SEP> of primers <SEP> STEC <SEP> O157 <SEP>: H7 <SEP> E. <SEP> coli <SEP> K12
<tb> P388C / P388D <SEP> 300 <SEP> (SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> 12) <SEP> none
<tb> P388F / P388D <SEP> 125 <SEP> (SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> 13) <SEP> none
<tb> P388F / P388G <SEP> 578 <SEP> (SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> 14) <SEP> none
<tb>
<Desc/Clms Page number 27><Desc / Clms Page number 27>
2. Etude de la spécificité des couples d'amorces P388C/P388D, P388F/P388D et P388F/P388G a) couple d'amorces P388C/P388D
Dans une première série d'expériences, le couple P388C/P388D a été utilisé dans les conditions d'amplification décrites ci-dessus. Les résultats obtenus avec les 211 souches testées sont les suivants : - un produit de 300 pb est amplifié dans toutes les souches de STEC de sérotype 0157, aucun produit n'est amplifié dans la majorité des souches de colibacilles productrices de shiga-toxines d'autres sérotypes (STEC-non 0157) - aucun produit n'est amplifié dans les souches d'E. coli de sérotype 0157 non productrices de shiga-toxines (0157-non STEC) , - aucun produit n'est amplifié dans les bactéries d'autres espèces, en particulier Hafnia alvei et Citrobacter. 2. Study of the specificity of the pairs of primers P388C / P388D, P388F / P388D and P388F / P388G a) pair of primers P388C / P388D
In a first series of experiments, the pair P388C / P388D was used under the amplification conditions described above. The results obtained with the 211 strains tested are as follows: - a product of 300 bp is amplified in all the STEC strains of serotype 0157, no product is amplified in the majority of the strains of colibacilli producing shiga-toxins from other serotypes (STEC-non 0157) - no product is amplified in E. coli serotype 0157 not producing shiga-toxins (0157-non STEC), - no product is amplified in bacteria of other species, in particular Hafnia alvei and Citrobacter.
Les résultats obtenus montrent que le couple d'amorces utilisé permet de détecter spécifiquement les STEC de sérotype 0157. En outre, l'utilisation de cette méthode de détection évite les problèmes de réactions croisées des sérums anti-0157 avec les antigènes d' Hafnia alvei ou de Citrobacter, observées avec les méthodes immunologiques (ELISA). The results obtained show that the pair of primers used makes it possible to specifically detect the STEC of serotype 0157. In addition, the use of this detection method avoids the problems of cross-reactions of the anti-0157 sera with the antigens of Hafnia alvei. or Citrobacter, observed with immunological methods (ELISA).
Il a également été observé que lorsque la température d'hybridation du couple d'amorce P388C/P388D était abaissée jusqu'à 60 C, un produit d'amplification était observé dans les souches d'E. coli de sérotype suivant (055, 077,079, 145 et 0127:H6). b) couples d'amorces P388F/P388D et P388F/P388G
Pour augmenter la spécificité de la détection des STEC de sérotype 0157, deux autres amorces ont été testées : l'amorce P388F dont la position est interne au fragment de 300 pb amplifié à l'aide des amorces P388C/P388D, et l'amorce P388G, située en 5' de cette séquence (Tableau I et figure 1 ) . Ces amorces ont été sélectionnées de façon à ce que les It was also observed that when the hybridization temperature of the primer pair P388C / P388D was lowered to 60 ° C., an amplification product was observed in the strains of E. coli of the following serotype (055, 077,079, 145 and 0127: H6). b) pairs of primers P388F / P388D and P388F / P388G
To increase the specificity of the detection of STEC serotype 0157, two other primers were tested: the primer P388F whose position is internal to the 300 bp fragment amplified using the primers P388C / P388D, and the primer P388G , located 5 'of this sequence (Table I and Figure 1). These primers were selected so that the
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amorces P388F, P388G et P388D qui sont utilisées en couple (P388F/P388D et P388F/P388G) aient des températures de fusion proches. P388F, P388G and P388D primers which are used in pairs (P388F / P388D and P388F / P388G) have similar melting temperatures.
Les mêmes 211 souches de bactéries ont été testées avec les 2 couples d'amorces P388F/P388D et P388F/P388G et les résultats obtenus avec ces souches sont illustrés dans les 2 premières colonnes des Tableaux III, IV et V ci-dessous. The same 211 strains of bacteria were tested with the 2 pairs of primers P388F / P388D and P388F / P388G and the results obtained with these strains are illustrated in the first 2 columns of Tables III, IV and V below.
TABLEAU III
TABLE III
<tb>
<tb> Souches <SEP> Nombre
<tb> d'E. <SEP> coli <SEP> de <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> souches <SEP> positives <SEP> en <SEP> PCR/nombre <SEP> de <SEP> souches <SEP> testées
<tb> souches
<tb> STEC <SEP> Total:149 <SEP> P388F/P388G <SEP> P388F/P388D <SEP> P388P/P388L <SEP> P388UP388M <SEP> P388P/P388
<tb> (élongation <SEP> 40s)
<tb> 0157.H7 <SEP> 34 <SEP> 34/34 <SEP> 34/34 <SEP> 0/34 <SEP> 34/34 <SEP> 34/34
<tb> 0157/H7(P)a <SEP> 4 <SEP> 4/4 <SEP> 4/4 <SEP> 0/4 <SEP> 4/4 <SEP> 4/4
<tb> 0157. <SEP> NM <SEP> 5 <SEP> 5/5 <SEP> 5/5 <SEP> 0/5 <SEP> 5/5 <SEP> 5/5
<tb> 0157.H- <SEP> 1 <SEP> ! <SEP> 1/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 1/1
<tb> 0157.ND <SEP> 12 <SEP> 12/12 <SEP> 12/12 <SEP> 0/12 <SEP> 12/12 <SEP> 12/12
<tb> 03 <SEP> 2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 04-NM <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 05 <SEP> 2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 06 <SEP> 9 <SEP> 0/9 <SEP> 0/9 <SEP> 9/9 <SEP> 0/9 <SEP> 0/9
<tb> 08:H19 <SEP> , <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 022 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 026 <SEP> 14 <SEP> 1 <SEP> 0/14 <SEP> 0/14 <SEP> 14/14 <SEP> 0/14 <SEP> 0/14
<tb> 045:H2 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 053 <SEP> 2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 055:H7 <SEP> 1 <SEP> 1/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 1/1
<tb> 076 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 077 <SEP> 3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 1/3 <SEP> 1/3
<tb> 079 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 1/1
<tb> 088:ND <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 091 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 0/5 <SEP> 0/5 <SEP> 5/5 <SEP> 0/5 <SEP> 0/5
<tb> 0103:H2 <SEP> 7 <SEP> 0/7 <SEP> 0/7 <SEP> 7/7 <SEP> 0/7 <SEP> 0/7
<tb> 0110 <SEP> 2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 0111 <SEP> , <SEP> 13 <SEP> 0/13 <SEP> 0/13 <SEP> 13/13 <SEP> 0/13 <SEP> 0/13
<tb> 0113 <SEP> 3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 3/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3
<tb> 0117 <SEP> 2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 0118:H <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 0125 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 0126:H8 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 0128:H2 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 0136 <SEP> 2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 0139-ND <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 0141ac <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 0145 <SEP> 3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3
<tb> 0147 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> NT <SEP> , <SEP> 9 <SEP> 0/9 <SEP> 0/9 <SEP> 9/9 <SEP> 0/9 <SEP> 0/9
<tb>
souches guéries du plasmide de OU MUa <tb>
<tb> Strains <SEP> Number
<tb> from E. <SEP> coli <SEP> of <SEP> Number <SEP> of <SEP> strains <SEP> positive <SEP> in <SEP> PCR / number <SEP> of <SEP> strains <SEP> tested
<tb> strains
<tb> STEC <SEP> Total: 149 <SEP> P388F / P388G <SEP> P388F / P388D <SEP> P388P / P388L <SEP> P388UP388M <SEP> P388P / P388
<tb> (elongation <SEP> 40s)
<tb> 0157.H7 <SEP> 34 <SEP> 34/34 <SEP> 34/34 <SEP> 0/34 <SEP> 34/34 <SEP> 34/34
<tb> 0157 / H7 (P) a <SEP> 4 <SEP> 4/4 <SEP> 4/4 <SEP> 0/4 <SEP> 4/4 <SEP> 4/4
<tb> 0157. <SEP> NM <SEP> 5 <SEP> 5/5 <SEP> 5/5 <SEP> 0/5 <SEP> 5/5 <SEP> 5/5
<tb> 0157.H- <SEP> 1 <SEP>! <SEP> 1/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 1/1
<tb> 0157.ND <SEP> 12 <SEP> 12/12 <SEP> 12/12 <SEP> 0/12 <SEP> 12/12 <SEP> 12/12
<tb> 03 <SEP> 2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 04-NM <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 05 <SEP> 2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 06 <SEP> 9 <SEP> 0/9 <SEP> 0/9 <SEP> 9/9 <SEP> 0/9 <SEP> 0/9
<tb> 08: H19 <SEP>, <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 022 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 026 <SEP> 14 <SEP> 1 <SEP> 0/14 <SEP> 0/14 <SEP> 14/14 <SEP> 0/14 <SEP> 0/14
<tb> 045: H2 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 053 <SEP> 2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 055: H7 <SEP> 1 <SEP> 1/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 1/1
<tb> 076 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 077 <SEP> 3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 1/3 <SEP> 1/3
<tb> 079 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 1/1
<tb> 088: ND <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 091 <SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> 0/5 <SEP> 0/5 <SEP> 5/5 <SEP> 0/5 <SEP> 0/5
<tb> 0103: H2 <SEP> 7 <SEP> 0/7 <SEP> 0/7 <SEP> 7/7 <SEP> 0/7 <SEP> 0/7
<tb> 0110 <SEP> 2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 0111 <SEP>, <SEP> 13 <SEP> 0/13 <SEP> 0/13 <SEP> 13/13 <SEP> 0/13 <SEP> 0/13
<tb> 0113 <SEP> 3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 3/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3
<tb> 0117 <SEP> 2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 0118: H <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 0125 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 0126: H8 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 0128: H2 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 0136 <SEP> 2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 0139-ND <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 0141ac <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 0145 <SEP> 3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3
<tb> 0147 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> NT <SEP>, <SEP> 9 <SEP> 0/9 <SEP> 0/9 <SEP> 9/9 <SEP> 0/9 <SEP> 0/9
<tb>
cured strains of the OU MUa plasmid
<Desc/Clms Page number 29><Desc / Clms Page number 29>
TABLEAU IV :
TABLE IV:
<tb>
<tb> Souches <SEP> Nombre <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> souches <SEP> positives <SEP> en <SEP> PCR/nombre <SEP> de <SEP> souches <SEP> testees
<tb> d'E. <SEP> coli <SEP> de
<tb> souches
<tb> non-STEC <SEP> Total <SEP> :55 <SEP> P388F/P388G <SEP> P388F/P388D <SEP> P388P/P388L <SEP> P388UP388M <SEP> P388P/P388D
<tb> (élongation <SEP> 40s)
<tb> 0157-H- <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 0157:ND <SEP> 40 <SEP> 0/40 <SEP> 0/40 <SEP> 40/40 <SEP> 0/40 <SEP> 0/40
<tb> 0157:H19 <SEP> 2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 026 <SEP> 3a <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 3/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3
<tb> 055 <SEP> 3b <SEP> 3/3 <SEP> 3/3 <SEP> 0/3 <SEP> 3/3 <SEP> 3/3
<tb> 0103 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 0111 <SEP> 2c <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 0127:H6 <SEP> 1d <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> <tb>
<tb> Strains <SEP> Number <SEP> Number <SEP> of <SEP> strains <SEP> positive <SEP> in <SEP> PCR / number <SEP> of <SEP> strains <SEP> tested
<tb> from E. <SEP> coli <SEP> from
<tb> strains
<tb> non-STEC <SEP> Total <SEP>: 55 <SEP> P388F / P388G <SEP> P388F / P388D <SEP> P388P / P388L <SEP> P388UP388M <SEP> P388P / P388D
<tb> (elongation <SEP> 40s)
<tb> 0157-H- <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 0157: ND <SEP> 40 <SEP> 0/40 <SEP> 0/40 <SEP> 40/40 <SEP> 0/40 <SEP> 0/40
<tb> 0157: H19 <SEP> 2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 026 <SEP> 3a <SEP> 0/3 <SEP> 0/3 <SEP> 3/3 <SEP> 0/3 <SEP> 0/3
<tb> 055 <SEP> 3b <SEP> 3/3 <SEP> 3/3 <SEP> 0/3 <SEP> 3/3 <SEP> 3/3
<tb> 0103 <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> 0111 <SEP> 2c <SEP> 0/2 <SEP> 0/2 <SEP> 2/2 <SEP> 0/2 <SEP> 0/2
<tb> 0127: H6 <SEP> 1d <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb>
(E2348/69)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
(E2348 / 69) ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
<tb>
<tb> 0128:H2 <SEP> 1e <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb>
a : 2 souches sur 3 sont des EPEC b : les 3 souches sont des EPEC c :1 souche sur 2 est une souche d'E. colientéroaggrégative d : Cette souche est la souche de référence des EPEC e : cette souche est un EPEC TABLEAU V :
<tb>
<tb> 0128: H2 <SEP> 1e <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 1/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb>
a: 2 out of 3 strains are EPEC b: all 3 strains are EPEC c: 1 in 2 strain is a strain of E. colientoaggregative d: This strain is the reference strain for EPEC e: this strain is an EPEC TABLE V:
<tb>
<tb> Autres <SEP> Nombre <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> souches <SEP> positives <SEP> en <SEP> PCR/nombre <SEP> de <SEP> souches <SEP> testées
<tb> bactéries <SEP> de
<tb> souches
<tb> , <SEP> 1 <SEP> Total:7 <SEP> P388F/P388G <SEP> P388F/P388D <SEP> P388P/P388L <SEP> P388L/P388M <SEP> P388P/P388D
<tb> (élongation <SEP> 40s)
<tb> Enterobacter <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> Citrobacter <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> Hafnia <SEP> alvei <SEP> , <SEP> 5 <SEP> 0/5 <SEP> 0/5 <SEP> 0/5 <SEP> 0/5 <SEP> 0/5
<tb> <tb>
<tb> Others <SEP> Number <SEP> Number <SEP> of <SEP> strains <SEP> positive <SEP> in <SEP> PCR / number <SEP> of <SEP> strains <SEP> tested
<tb> bacteria <SEP> from
<tb> strains
<tb>, <SEP> 1 <SEP> Total: 7 <SEP> P388F / P388G <SEP> P388F / P388D <SEP> P388P / P388L <SEP> P388L / P388M <SEP> P388P / P388D
<tb> (elongation <SEP> 40s)
<tb> Enterobacter <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> Citrobacter <SEP> 1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1 <SEP> 0/1
<tb> Hafnia <SEP> alvei <SEP>, <SEP> 5 <SEP> 0/5 <SEP> 0/5 <SEP> 0/5 <SEP> 0/5 <SEP> 0/5
<tb>
Ces résultats montrent que : - toutes les souches de colibacilles productrices de shiga-toxines de sérotype 0157 (56 souches de STEC de sérotype 0157 testées dont 38 souches de sérotype 0157:H7 incluant 4 souches guéries du plasmide de 60 Mda, 1 souche de sérotype 0157:H- et 17 autres souches de STEC de sérotype 0157 (5 0157:NM (Non Mobile) et 12 0157 : ND (Non Déterminé)] sont amplifiés par les couples d'amorces P388F/P388D et P388F/P388G. En outre, l'observation d'un produit d'amplification dans les souches d'E. coli 0157:H7 guéries du plasmide de 60 MDa confirme également la localisation chromosomique du locus SIL0157. These results show that: - all the strains of colibacilli producing shiga-toxins of serotype 0157 (56 strains of STEC of serotype 0157 tested including 38 strains of serotype 0157: H7 including 4 strains cured of the 60 Mda plasmid, 1 strain of serotype 0157: H- and 17 other STEC strains of serotype 0157 (5 0157: NM (Not Mobile) and 12 0157: ND (Not Determined)] are amplified by the pairs of primers P388F / P388D and P388F / P388G. , the observation of an amplification product in the strains of E. coli 0157: H7 cured of the 60 MDa plasmid also confirms the chromosomal location of the SIL0157 locus.
- les souches de colibacilles productrices de shiga-toxines d'autres sérotypes (30 sérotypes différents testés sur un total de 93 souches) ne sont pas amplifiés avec les couples d'amorces P388F/P388D et P388F/P388G. En particulier les sérotypes 0145,077 et 079 qui sont amplifiés - the strains of colibacilli producing shiga-toxins of other serotypes (30 different serotypes tested on a total of 93 strains) are not amplified with the pairs of primers P388F / P388D and P388F / P388G. In particular serotypes 0145,077 and 079 which are amplified
<Desc/Clms Page number 30><Desc / Clms Page number 30>
avec les amorces P388C/P388D ne sont pas amplifiés avec ces deux couples d'amorces. with the primers P388C / P388D are not amplified with these two pairs of primers.
- aucune des souches de sérotype 0157 non productrices de shiga-toxines (44 souches testées) n'est amplifiée avec les couples d'amorces P388F/P388D et P388F/P388G,
7 souches de 3 autres genres bactériens dont celles qui donnent des réactions croisées avec 0157 par les techniques immunologiques (Citrobacter et Hafnia alvei) ne sont pas amplifiées avec les couples d'amorces P388F/P388D et P388F/P388G, les souches d'E. coli de sérotype 055 (STEC et non-STEC) sont également amplifiées avec les couples d'amorces P388F/P388D et P388F/P388G, ce qui s'explique par l'origine clonale des sérotypes 055 et 0157 qui a été clairement démontrée (FENG et al., 1998, J. Infect. Dis., 177 :1750-1753 ; WHITTAM et al., 1993, Infect. Immun., 61 : 1619-1629). les souches d'E. coli non productrices de shiga-toxines d'autres sérotypes (non-STEC et non-0157 ; sérotypes testés sur un total de 8 souches) ne sont pas amplifiés par les couples d'amorces P388F/P388D et P388F/P388G, à l'exception d'0127:H6 qui est amplifié avec le couple P388F/P388G mais pas avec le couple P388F/P388D. - none of the serotype 0157 strains which do not produce shiga-toxins (44 strains tested) is amplified with the pairs of primers P388F / P388D and P388F / P388G,
7 strains of 3 other bacterial genera including those which give cross reactions with 0157 by immunological techniques (Citrobacter and Hafnia alvei) are not amplified with the pairs of primers P388F / P388D and P388F / P388G, the strains of E. coli serotype 055 (STEC and non-STEC) are also amplified with the pairs of primers P388F / P388D and P388F / P388G, which is explained by the clonal origin of serotypes 055 and 0157 which has been clearly demonstrated (FENG et al., 1998, J. Infect. Dis., 177: 1750-1753; WHITTAM et al., 1993, Infect. Immun., 61: 1619-1629). strains of E. coli non-producing shiga-toxins of other serotypes (non-STEC and non-0157; serotypes tested on a total of 8 strains) are not amplified by the pairs of primers P388F / P388D and P388F / P388G, at the exception of 0127: H6 which is amplified with the couple P388F / P388G but not with the couple P388F / P388D.
L'ensemble des résultats démontre que les deux couples d'amorces P388F/P388G et P388F/P388D permettent de détecter l'ensemble des souches de colibacilles productrices de shiga-toxines de sérotype 0157. Le couple P388F/P388D présente cependant une spécificité plus élevée que le couple P388F/P388G. All the results demonstrate that the two pairs of primers P388F / P388G and P388F / P388D make it possible to detect all the strains of colibacilli producing shiga-toxins of serotype 0157. The pair P388F / P388D however has a higher specificity. than the couple P388F / P388G.
<Desc/Clms Page number 31><Desc / Clms Page number 31>
EXEMPLE 3 : ANALYSE DE LA CONSERVATION DU SITE D'INSERTION DU LOCUS SILO,57 DANS E. COLI ET MISE EN EVIDENCE D'UN LOCUS HOMOLOGUE DANS LE GROUPE DES COLIBACILLES ENTEROPATHOGENES (EPEC) 1. Analyse de la conservation du site d'insertion du locus SILO,57 dans E. coli
La conservation du site d'insertion du locus SILO,57 a été étudiée par PCR dans les 211 souches de bactéries analysées à l'exemple 2, à l'aide des 3 couples d'amorces suivants : les couples P388L/P388M et P388P/P388D qui amplifient respectivement les jonctions gauches et droites du locus SILO157 et le couple P388P/P388L qui amplifie un produit de 682 pb dans toutes les souches d'E. coli non pathogènes comme la souche K12 (Figure 1). EXAMPLE 3: ANALYSIS OF THE CONSERVATION OF THE SITE OF INSERTION OF LOCUS SILO, 57 IN E. COLI AND DEMONSTRATION OF A HOMOLOGATED LOCUS IN THE GROUP OF ENTEROPATHOGENIC COLIBACILLI (EPEC) 1. Analysis of the conservation of the insertion site of the SILO locus, 57 in E. coli
The conservation of the insertion site of the SILO locus, 57 was studied by PCR in the 211 strains of bacteria analyzed in Example 2, using the following 3 pairs of primers: the pairs P388L / P388M and P388P / P388D which respectively amplify the left and right junctions of the SILO157 locus and the P388P / P388L pair which amplifies a product of 682 bp in all the strains of E. coli non-pathogenic such as the K12 strain (Figure 1).
Les réactions sont préparées selon le protocole décrit à l'exemple 1 et l'amplification PCR est réalisée dans les conditions suivantes : une étape initiale de dénaturation à 94 C pendant 10 min est suivie de 35 cycles alternant une étape de dénaturation à 94 C pendant 40 s, une étape d'hybridation des amorces à 65 C, pendant 40 s et une étape d'extension à 72 C, pendant 50 s et une étape finale d'élongation est effectuée à 72 C pendant 10 min. The reactions are prepared according to the protocol described in Example 1 and the PCR amplification is carried out under the following conditions: an initial denaturation step at 94 C for 10 min is followed by 35 cycles alternating with a denaturation step at 94 C for 40 s, a step of hybridization of the primers at 65 C, for 40 s and an extension step at 72 C, for 50 s and a final elongation step is carried out at 72 C for 10 min.
Les séquences des amorces utilisées et la taille des fragments attendus avec les STEC-0157 ou avec la souche E. coli K12 sont présentées respectivement dans les tableaux VI et VII ci-dessous. Dans le tableau VI les positions dans SILO,57 sont relatives au fragment de de 5478 pb (SEQ ID NO : 1) et les positions dans E.coli K12 sont relatives à la séquence Genbank U82664. The sequences of the primers used and the size of the fragments expected with the STEC-0157 or with the E. coli K12 strain are presented respectively in Tables VI and VII below. In Table VI, the positions in SILO, 57 relate to the 5478 bp fragment (SEQ ID NO: 1) and the positions in E.coli K12 relate to the Genbank U82664 sequence.
TABLEAU VI : : ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
TABLE VI:: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
<tb>
<tb> Amorce <SEP> Position <SEP> Position <SEP> numéro
<tb> dans <SEP> dans <SEP> E. <SEP> séquence
<tb> SILO157 <SEP> coli <SEP> K12 <SEP>
<tb> P388M <SEP> 2606-2581 <SEP> absente <SEP> 5'-GGCGGAGGCGGCCTACGGTTTTGGCG-3' <SEP> SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> 4
<tb> P388P <SEP> 5503-5479 <SEP> 93436-93460 <SEP> 5'-GAACGATGAACATCAGCGATGTAGC-3' <SEP> SEQ <SEP> ID <SEP> NO.9
<tb> <tb>
<tb> Start <SEP> Position <SEP> Position <SEP> number
<tb> in <SEP> in <SEP> E. <SEP> sequence
<tb> SILO157 <SEP> coli <SEP> K12 <SEP>
<tb> P388M <SEP> 2606-2581 <SEP> absent <SEP>5'-GGCGGAGGCGGCCTACGGTTTTGGCG-3'<SEP> SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> 4
<tb> P388P <SEP> 5503-5479 <SEP> 93436-93460 <SEP>5'-GAACGATGAACATCAGCGATGTAGC-3'<SEP> SEQ <SEP> ID <SEP> NO.9
<tb>
P388L 2188-2213 94117-94092 5'-CGCTGCTCGCCGCCTGGCTGTGGTGG-3' 1 SEQ ID NO:3
P388L 2188-2213 94117-94092 5'-CGCTGCTCGCCGCCTGGCTGTGGTGG-3 '1 SEQ ID NO: 3
<Desc/Clms Page number 32><Desc / Clms Page number 32>
TABLEAU VII
TABLE VII
<tb>
<tb> Taille <SEP> du <SEP> produit <SEP> d'amplification <SEP> (pb)
<tb> Couple <SEP> d'amorces <SEP> STEC <SEP> 0157: <SEP> H7 <SEP> E. <SEP> coli <SEP> K12
<tb> P388P/P388D <SEP> 1299 <SEP> (SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> :15) <SEP> aucun
<tb> P388P/P388L <SEP> 3316 <SEP> (SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> :11) <SEP> 682 <SEP> (SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> :10)
<tb> P388L/P388M <SEP> 419 <SEP> (SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP> :16) <SEP> aucun
<tb> <tb>
<tb> Size <SEP> of the <SEP> amplification product <SEP><SEP> (bp)
<tb> Pair <SEP> of primers <SEP> STEC <SEP> 0157: <SEP> H7 <SEP> E. <SEP> coli <SEP> K12
<tb> P388P / P388D <SEP> 1299 <SEP> (SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP>: 15) <SEP> none
<tb> P388P / P388L <SEP> 3316 <SEP> (SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP>: 11) <SEP> 682 <SEP> (SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP>: 10)
<tb> P388L / P388M <SEP> 419 <SEP> (SEQ <SEP> ID <SEP> NO <SEP>: 16) <SEP> none
<tb>
Les résultats sont illustrés dans les 3 dernières colonnes des tableaux III, IV et V. The results are illustrated in the last 3 columns of Tables III, IV and V.
Les résultats obtenus montrent qu'en utilisant des durées d'élongation courtes (40s) pour le couple P388P/P388L, aucun produit d'amplification n'est observé dans toutes les souches de colibacilles producteurs de shigatoxines de sérotype 0157, et que la majorité des autres souches sont identiques à la souche d'E. coli K12 dans la région des minutes 9 à 11 et ne contiennent pas le locus SILO,57-
Cependant, quelques souches testées ont un profil d'amplification particulier :
1) Les souches de sérotype 055 (STEC et nonSTEC), la souche de sérotype 079 (STEC) et une souche de sérotype 077 (STEC) ont un profil analogue à celui des STEC de sérotype 0157 ce qui suggère la présence, dans ces souches d'un locus homologue au SILO,57, inséré entre les positions 93849 et 93848 du génome d'E. coli., en référence au génome d'E.coli non-pathogène de type K12 (Genbank U82664)
Néanmoins, à l'exception des souches de colibacilles de sérotype 055, qui du fait de leur parenté avec le sérotype 0157 sont amplifiées par les amorces P388F/P388D et P388F/P388G, le locus homologue au SIL0157, présent dans les colibacilles de séroytype 079 et 077 n'est pas amplifié par les amorces P388F/P388D et P388F/P388G. En conséquence, la présence d'un locus homologue à SILO,.57 dans ces colibacillles n'empêche pas la détection spécifique des STEC de sérotype 0157 à l'aide des amorces P388F/P388D et P388F/P388G. The results obtained show that by using short elongation times (40s) for the pair P388P / P388L, no amplification product is observed in all the strains of colibacilli producing shigatoxins of serotype 0157, and that the majority other strains are identical to the strain of E. coli K12 in the 9-11 minute region and does not contain the SILO locus, 57-
However, some strains tested have a particular amplification profile:
1) The strains of serotype 055 (STEC and nonSTEC), the strain of serotype 079 (STEC) and a strain of serotype 077 (STEC) have a profile similar to that of STEC of serotype 0157, which suggests the presence, in these strains of a locus homologous to SILO, 57, inserted between positions 93849 and 93848 of the genome of E. coli., with reference to the genome of non-pathogenic E. coli type K12 (Genbank U82664)
However, with the exception of the E. coli strains of serotype 055, which, due to their relationship to serotype 0157, are amplified by the primers P388F / P388D and P388F / P388G, the locus homologous to SIL0157, present in the colibacilli of serotype 079 and 077 is not amplified by primers P388F / P388D and P388F / P388G. Consequently, the presence of a locus homologous to SILO, .57 in these colibacilli does not prevent the specific detection of STEC of serotype 0157 using the primers P388F / P388D and P388F / P388G.
2) 2 souches de sérotype 077 (STEC), 3 souches de sérotype 0145 (STEC) et une souche d'EPEC (0127:H6) donnent des résultats négatifs avec les 3 couples d'amorces ce qui 2) 2 strains of serotype 077 (STEC), 3 strains of serotype 0145 (STEC) and one strain of EPEC (0127: H6) give negative results with the 3 pairs of primers, which
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indiquent qu'elles possèdent, inséré dans cette même région, un locus dont la séquence diffère de façon significative de celle du SILO157- 2 . Identification, d'un locus homologue au locus SILO157 dans un EPEC (0127 : H6)
La souche d'EPEC E2348/69 (0127: H6) a été amplifiée à l'aide du couple d'amorces P388P/P388L, dans les conditions suivantes qui permettent d'amplifier des produits de grande taille : une étape initiale de dénaturation à 94 C pendant 10 min est suivie de 35 cycles alternant une étape de dénaturation à 94 C pendant 25 s, une étape d'hybridation des amorces à 62 C, pendant 25 s et une étape d'extension à 72 C, pendant 2 min 15 s et une étape finale d'élongation est effectuée à 72 C pendant 7 min. La souche d'E. coli 0157:H7 (souche EDL 933) est utilisée comme témoin positif de l'amplification. indicate that they have, inserted in this same region, a locus whose sequence differs significantly from that of SILO157-2. Identification of a locus homologous to the SILO157 locus in an EPEC (0127: H6)
The EPEC strain E2348 / 69 (0127: H6) was amplified using the pair of primers P388P / P388L, under the following conditions which make it possible to amplify large products: an initial stage of denaturation at 94 C for 10 min is followed by 35 cycles alternating a denaturation step at 94 C for 25 s, a primer hybridization step at 62 C, for 25 s and an extension step at 72 C, for 2 min 15 s and a final elongation step is carried out at 72 ° C. for 7 min. The strain of E. coli 0157: H7 (strain EDL 933) is used as a positive control for amplification.
Les produits obtenus ont été hybridés avec une sonde dénommée sonde FD, correspondant au produit d'amplification de la souche 0157:H7 à l'aide des amorces P388F et P388D, dans les conditions décrites à l'exemple 1. The products obtained were hybridized with a probe called probe FD, corresponding to the amplification product of the strain 0157: H7 using the primers P388F and P388D, under the conditions described in Example 1.
Les résultats obtenus sont les suivants : - un produit d'amplification de 682 pb qui n'hybride pas avec la sonde FD est observé avec les souches qui ne possèdent pas de locus inséré entre les minutes 9 et 11 du génome d'E. coli non pathogènes, - un produit d'amplification de 3316 pb, hybridant avec la sonde FD est observé avec la souche 0157:H7 et - un produit d'amplification de taille légèrement supérieure à 3316 pb, hybridant avec la sonde FD est observé avec la souche 0127:H6. The results obtained are as follows: an amplification product of 682 bp which does not hybridize with the FD probe is observed with the strains which do not have a locus inserted between minutes 9 and 11 of the E. coli non-pathogenic, - an amplification product of 3316 bp, hybridizing with the FD probe is observed with the strain 0157: H7 and - an amplification product of size slightly greater than 3316 bp, hybridizing with the FD probe is observed with strain 0127: H6.
Ces résultats démontrent que la souche d'EPEC 0127:H6 contient un locus homologue au locus SILO157. These results demonstrate that the EPEC 0127: H6 strain contains a locus homologous to the SILO157 locus.
Ils démontrent également que le locus SILO157 isolé dans la souche EDL933 de STEC-0157:H7 est présent dans : They also demonstrate that the SILO157 locus isolated from the EDL933 strain of STEC-0157: H7 is present in:
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- tous les colibacilles producteurs de shigatoxines de sérotype 0157, - des souches d'E.coli pathogènes de sérotype 055 (STEC ou EPEC) ; qui s'explique par l'origine clonale des sérotypes 055 et 0157, et - dans d'autres sérotypes de STEC, notamment dans les colibacilles producteurs de shiga-toxines de sérotype 077,079 et 0145. - all colibacilli producing shigatoxins of serotype 0157, - pathogenic E. coli strains of serotype 055 (STEC or EPEC); which is explained by the clonal origin of serotypes 055 and 0157, and - in other serotypes of STEC, in particular in the colibacilli producing shiga-toxins of serotype 077,079 and 0145.
La présence du locus SILO157 ou d'un locus homologue inséré entre les positions 93848 et 93849 du génome d'E.coli (en référence au génome d'E.coli non pathogènes de type K12,Genbank U82664) constitue donc un nouveau moyen de détecter spécifiquement des souches d'E.coli pathogènes et notamment l'ensemble des STEC-0157. The presence of the SILO157 locus or of a homologous locus inserted between positions 93848 and 93849 of the E.coli genome (with reference to the non-pathogenic E.coli genome of type K12, Genbank U82664) therefore constitutes a new means of specifically detect pathogenic E. coli strains and in particular all STEC-0157.
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